1988 Fiscal Year Annual Research Report
レーザ励起蛍光法による噴流の非定常渦構造と物質輸送機構の解明
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62460099
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山口 譽起 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (70023025)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 達也 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (40164818)
大岩 紀生 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (00023341)
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| Keywords | レーザ誘起蛍光法 / 噴流 / 渦構造 / 物質輸送 |
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| Research Abstract |
前年度に完成した噴流装置、画像解析システムを利用して、本年度は噴流中に混入した沃素の二次元濃度分布測定を行った。
まず噴流出口での沃素濃度を一定にし、流速を変化させて、蛍光強度の流速依存性について検討した。その結果、点測定の場合とは異なり、平面レーザ光を用いた二次元測定においては蛍光強度の流速依存がないことが示された。従って、流速とは無関係に濃度の定量測定ができることが明らかとなった。
次に、多重反射によって作られたレーザ平面の強度分布が均一でないため、これを補正する方法を開発した。沃素を混入した気体を封入したガラスセルに平面レーザ光を透過させ、蛍光強度分布を測定し、レーザ光強度分布を得る。このレーザ光強度分布を用いて得られた蛍光強度を補正し、濃度分布を求めた。
測定方法が確立したところで、以下の流れ場において濃度分布測定を行なった。
1.円筒噴流の二次元平均濃度分布測定 流速19m/sの窒素噴流における二次元平均濃度分布を、露光時間250msで測定した。平均濃度分布は、よく知られた噴流の発達と相似性を示し、他の実験で得られた濃度分布とも一致した。
2.容器内噴流の非定常濃度変化 ガラスセル内に吹き出した噴流の非定常挙動と濃度分布の変化を毎秒100駒で測定した。噴流は壁面に衝突して渦を形成し、渦の中で混合が起こる様子が示された。また本装置の測定限界が露光時間10ms程度であることもわかった。
3.渦輪における非定常濃度変化 噴流初期に現われる渦輪の非定常挙動と濃度分布の変化を毎秒100駒で測定した。渦輪の挙動と、渦による外部流体の巻き込みの様子を捉えることができた。
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