2022 Fiscal Year Research-status Report
Simultaneous Measurements of Dynamic Direct Observations and Radiation of Si-based Heat-resistant Composite Materials in High-enthalpy Flows
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20K04915
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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) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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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 / 動的直接観察 / 分光計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スペースシャトルの退役を背景に、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。本研究の目的は、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、未解明の材料の損耗挙動を世界で初めて超高精細にとらえる（動的直接観察する）ことにある。開発中の先進的発光分光計測技術に高輝度・高出力LED照明（高輝度・高出力レーザー照明から計画変更）を導入し、材料の損耗挙動を動的直接観察し、かつ材料近傍の発光をも同時計測することで、高エンタルピー流中のケイ素系耐熱複合材料の動的（非定常）挙動を解明する。
本年度（2022年度）は、ケイ素系耐熱複合材料周りに生ずる強い発光を開発中の現有設備である先進的発光分光計測技術（複数波長フィルタ同時利用による高速度ビデオカメラシステム）により計測した。さらには、COVID-19（新型コロナウイルス感染症）の影響等があったが、高輝度・高出力LED照明（高輝度・高出力レーザー照明から計画変更）を新規購入し、未解明の材料の損耗挙動を超高精細にとらえた（動的直接観察した）。2023年度には材料損耗の動的直接観察と材料近傍の強い発光の同時計測を進め、さらに、動的発光強度比分布から強度比法を用いて動的な温度分布を推定する、など鋭意、研究を進めていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高輝度・高出力LED照明（高輝度・高出力レーザー照明から計画変更）を新規購入し、先進的発光分光計測技術に導入し、未解明の材料の損耗挙動を超高精細にとらえる（動的直接観察する）予定であったが、COVID-19（新型コロナウイルス感染症）の影響等により、個別実験（先進的発光分光計測技術による計測と材料の損耗挙動を超高精細にとらえる（動的直接観察する））にとどまっており、研究の進ちょく状況を「やや遅れている」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度には、高輝度・高出力LED照明（高輝度・高出力レーザー照明から計画変更）による材料損耗の動的直接観察と材料近傍の強い発光の同時計測を進め、さらに、動的発光強度比分布から強度比法を用いて動的な温度分布を推定する、など鋭意、研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
次の理由により研究期間を延長し、次年度使用額が生じた。 ①当初計画の遅延・変更 b.研究遂行に想定以上に時間を要したもの。 ②補助事業の目的をより精緻に達成するための研究の実施（追加（再現）実験の実施や学会参加、論文投稿など）
また、補助事業の目的をより精緻に達成するための研究の実施（追加（再現）実験の実施や学会参加、論文投稿など）に使用を計画している。
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