2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22560174
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| Research Institution | Tohoku Gakuin University |
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Principal Investigator |
小池 和雄 東北学院大学, 工学部, 教授 (20108575)
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| Keywords | 流体工学 / プラズマ噴流 / 衝撃波 / 磁場 / 光学計測 / 画像解析 / プラズマ加工 |
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| Research Abstract |
平成22年度は、外部印加磁場による衝撃波の変化について、真空室内で発生させたアルゴンを作動流体とする不足膨張プラズマ噴流中の衝撃波、特にマッハディスクおよびその近傍の流れをデジタルカメラにより撮影し、撮影画像の非圧縮RAWデータから抽出した光強度を用いて検討を行った。この検討により、今回の条件の場合にはマッハディスクの外縁部から発生する反射衝撃波の流れ方向に対する角度は、磁場強さの増加とともに増加する傾向があることや、磁場印加によりマッハディスクは半径方向にわずかに収縮し、その位置もわずかに下流側に移動する傾向があることを明らかにした。また、これらの結果として、マッハディスク外縁部におけるバレル衝撃波(樽型衝撃波)の流れ方向に対する角度は、磁場の強さの増加とともに減少することを示した。なお、磁場印加時のプラズマ噴流の状態の把握と下流への影響についても考察するため、噴流画像の撮影と同時に噴流の下流においてプラズマからの光学的放射を測定し、励起温度分布の変化も求めた。
さらに、プラズマ噴流中の超音速領域に先端が円錐のタングステン製プローブを挿入し、印加する磁場強さを変化させて先端から発生する斜め衝撃波について検討を行った。撮影条件等については今後さらに検討する必要はあるが、局所マッハ数が2程度の領域では撮影画像の光強度分布から流れ方向に対する衝撃波角が得られ、局所マッハ数も算出できた。今回の測定では、発生する円錐プローブ先端位置の磁場強さが比較的弱かったこともあり、磁場強さの変化による大きな影響は観測されなかった。また、光強度分布から得られた結果と画像解析ソフトPhotoshopによる解析結果は定性的には同様の傾向を示した。
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