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遠赤外レーザー法による希ガス超音速MHDプラズマの電子密度と導電率測定

研究課題

研究課題/領域番号 10650182
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関九州大学

研究代表者

益田 光治  九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (40038097)

研究分担者 益田 光治  九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (40038097)
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1999年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード電磁流体 / MHD / 遠赤外 / レーザー
研究概要

電磁流体力学発電(MHD発電)は,従来の蒸気タービン方式の火力発電と比較して高い発電効率が期待できるため,世界各国で現在積極的に開発が進められており,より規模の大きい実証用発電機の設計を行う段階に達している.その際、発電機の性能を的確に予測するためには,チャネル内プラズマの流動状態とプラズマパラメータとの関係を十分明らかにしておく必要がある.とくに,プラズマの電子密度と導電率は発電出力に直接影響を及ぼす重要なパラメータであるため,MHD発電機の実用化に当たっては発電出力とプラズマの電子密度・導電率との関係を把握しておかなければならない.本研究は,遠赤外レーザー法を実用MHD発電機のパラメータに近い希ガス衝撃波風洞MHDプラズマに適用し,発電特性を把握するうえで最も重要なパラメータである電子密度と導電率を高精度かつ高時間・空間分解能で測定する方法を開発することを目的とする.本研究において,得られた結果を以下に述べる.
(1)遠赤外レーザー吸収法による透過率測定では,レーザービームがプラズマ中の電子により屈折されプラズマ透過後に半径方向に広がる.そこでよどみ室およびチャネルにおけるビーム広がりの程度を実験により系統的に明らかにした.
(2)従来,遠赤外レーザーの検出には応答速度の遅いパイロ素子(3kHz)が用いられてきたが,本研究では,MHDプラグマを対象とした遠赤外レーザー計測法としては世界で初めてショットキ・バリア・ダイオード(応答時間〜1ns)を適用することに成功した.
(3)本システムを用いて衝撃波風洞のよどみ室におけるプラズマを計測した結果,電子密度と導電率の時間変化が明らかになり,同時にこれまで測定不可能であったシード率も計側することができた.

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (20件)

  • [文献書誌] 矢野栄宣: "遠赤外レーザー法による衝撃波管生成MHDプラズマのパラメータ測定"平成11年度衝撃波シンポジウム前刷集. (印刷中). (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 則松康文: "スートブロワ用超音速ノズル噴流の可視化計測とピトー圧分布"九州大学大学院総合理工学研究科報告. 21・3. 289-294 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Handa: "Experimental Investigation on Luminescent Characteristics of Fast Responding Pressure Sensitive Paint"Proceeding of the 2nd Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing. PF087. 1-9 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 井上雅弘: "レーザ蛍光法による高速気流中のじょう乱伝ぱ測定"日本機械学会論文集B編. 65・631. 948-954 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Taro Handa: "Fine structure on shock oscillation in supersonic nozzle"Proc. 4th KSME-JAME Fluid Engi. Conf.,. 445-448 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masashi KASHITANI: "Numerical and Experimental Investigations of Supersonic Jets from Sootblower Nozzle"Jsme International Journal Series B. 41・2. 375-380 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] YANO, Hidenobu: "FIR Laser Measurements of MHD Plasma Generated by a Shock Tube"Proc. National Symp. Shock Waves printing. (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] NORIMATSU, Yasufumi: "Visualization and Pitot Pressure Distributions in the Supersonic Jets for Sootblowers"Eng. Sci. Repts., Kyushu Univ.. Vol.21, No.3. 289-294 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] HANDA, Taro: "Experimental Investigation on Luminescent Characteristics of Fast Responding Pressure Sensitive Paint"Proc. 2nd Pacific Symp. Flow Visualization and Image Processing. PF087. 1-9 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] INOUE, Masahiro: "Mesurements of Disturbance in Hish Speed Flow with Laser-induced Fluorescence Method"JSME Journal Series B. Vol.65, No.631. 948-954 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] HANDA, Taro: "Fine Structure on Shock Oscillation in Supersonic Nozzle"Proc. 4th KSME=JSME Fluids Eng. Conf. 445-448 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KASHITANI, Masashi: "Numerical and Experimental Investigations of Supersonic Jets from Sootblower Nozzle"JSME Intemational Journal Series B. Vol.41, No.2. 375-380 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 矢野栄宣: "遠赤外レーザー法による衝撃波管生成MHDプラズマのパラメータ測定"平成11年度衝撃波シンポジウム前刷集. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 則松康文: "スートブロワ用超音速ノズル噴流の可視化計測とピトー圧分布"九州大学大学院総合理工学研究科報告. 21・3. 289-294 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Handa: "Experimental Investigation on Luminescent Characteristics of Fast Responding Pressure Sensitive Paint"Proceedings of the 2nd Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing. PF087. 1-9 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 井上雅弘: "レーザ蛍光法による高速気流中のじょう乱伝ぱ測定"日本機械学会論文集 B編. 65・631. 948-954 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Norimatus,Y.: "Flow Visualization of Supersonic Jet from Sootblower Nozzles" PRoc.Int.Conf.on Optical Tech.and Image Processing in Fluid, Thermal, and Combustion Flow. AB049. (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Taro Handa: "Fine structure on shock oscillation in supersonic nozzle" Proc.4th KSME-JSME Fluids Engi.Conf.,. 445-448 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Katanoda: "Pitot impact pressure of supersonic free jets for jets for sootblower nezzles" Proc.4th KSME-JSME Fluids Engi.Conf.,. 97-100 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Masashi KASHITANI: "Numerical and Experimental Investigations of Supersonic Jets from Sootblower Nozzle" JSME International Journal Series B. 41・2. 375-380 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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