2022 Fiscal Year Annual Research Report
Simultaneous Measurements of Bubble Productions and Radiation of Si-based Heat-resistant Composite Materials in High-enthalpy Flows
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17K06941
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
舩津 賢人 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (50323332)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 航空宇宙工学 / 極超音速反応性流体力学 / ケイ素系耐熱複合材料 / 気泡生成 / 分光計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スペースシャトル退役を背景に、我が国独自の宇宙輸送機による地上－宇宙間の定期的で安全な移動が社会的要請となっている。特に地球大気圏再突入では革新的な耐熱材料開発と高精度な空力加熱予測が求められる。本研究は、高エンタルピー流中の損耗が炭素系複合材料に比べて小さいケイ素系耐熱複合材料に着目し、気流と材料損耗に関わる未解明の材料内部の気泡生成と材料近傍の強い発光に焦点をあてる。開発中の先進的発光分光計測技術に超広ダイナミックレンジカメラを導入することで、気泡生成と発光を同時計測し、ケイ素系耐熱複合材料の非定常挙動を解明する。
2022年度は、継続的に、開発中の空間的時間的な発光強度分布を得る先進的発光分光計測技術（複数波長フィルター同時利用による簡易型ビデオカメラシステム）により、ケイ素系耐熱材料近傍の強い発光を計測することに加え、本研究課題で導入した超広ダイナミックレンジカメラを利用して発光強度分布の計測を継続的に行った。ダイナミックレンジカメラとその光学系の調整等に苦慮したが、材料表面から生ずる著しい発光と材料周辺部に生ずる微弱な発光の同時計測を行うことができた。COVID-19（新型コロナウイルス感染症）の影響により、研究の進ちょくが滞っていたことは事実であるが、研究計画に沿い、研究を進め、高エンタルピー流中のケイ素系耐熱材料内部の気泡生成と材料近傍発光の非定常挙動を可視化することで、その非定常挙動に関する考察を行った。
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