2012 Fiscal Year Annual Research Report
走査型ステレオＰＩＶとＬＩＦによる速度三成分と反応物濃度のボリューム計測法の開発
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23656133
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
長田 孝二 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50274501)
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| Keywords | 流体工学 / 乱流 / 物質拡散 / 化学反応 / レーザ計測 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は，走査型時系列ステレオPIVシステムに反応場にも適用可能な走査型レーザ誘起蛍光法(LIF)を組み合わせることにより，三次元空間内での速度三成分と反応物質濃度を瞬間同時計測する技術の開発である．この目標を達成すべく，初年度は，
(1-1) 構築したシステムで計測された速度および濃度場に関するデータの妥当性を検討するための格子乱流および噴流拡散場での実験，(1-2) 構築したシステムで計測された速度および濃度場に関するデータの妥当性を検討するための格子乱流および噴流拡散場での三次元直接数値計算，(1-3) ガルバノスキャナを用いた走査型時系列ステレオPIVと走査型LIFシステムの基本設計，を主に行った．
本年度は，以下のプロセスで段階的にシステムを開発した．
(2-1) ステレオPIVシステムの構築および固定したレーザシート面内での流速三成分（2D3C）計測．計測対象としては格子乱流場を用いた．(2-2) 高速度ビデオカメラによるLIFシステムの構築および計測精度の評価，(2-3) 固定したレーザシート面内でのステレオPIVおよびLIFによる流速三成分・濃度一成分(2D4C)の同時計測，(2-4) ガルバノミラーを用いたレーザ走査システムの構築，(2-5) ガルバノスキャナを用いた走査型時系列ステレオPIVと走査型LIFシステムの構築，および流速三成分・濃度一成分のボリューム計測 (3D4C)計測．なお，本年度は無反応物質濃度計測までしか至らなかったが，瞬間反応場へは蛍光染料としてウラニンを，反応物質として酢酸と水酸化アンモニウムを用いることで計測が可能である（本技術は確立済み）．
上述のように，本研究によって流速三成分と濃度のボリューム計測システムを完成させた．このシステムを用いることにより，三次元空間内での速度三成分と反応物質濃度を同時計測することが可能である．
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