| 研究概要 |
本研究では熱対流と溶質対流の共存により発生する二重拡散対流のメカニズムを明らかにすべく,He-Neレーザによるレーザホログラフィー法(HI),およびArレーザによるレーザ誘起蛍光法(LIF)を併用した「温度場・濃度場の同時計測システムの開発」に関する基礎研究を行った.
まず,Na2CO3水溶液の二層系二重拡散対流に対してHIを適用し,得られる干渉縞から局所濃度の算出を試みた.それには,干渉縞は等屈折率線と一致すること,屈折率は温度と濃度によって決まることが利用され,その結果,擬定常状態における任意時間の局所濃度分布が干渉縞と実測された局所温度分布から算出された.また,干渉縞より求められた濃度は妥当なものであった.
HIにおいて局所温度を用いて濃度の算出がなされたことより,温度が場として得られるとき濃度場の算出が可能となる.そこで,Arレーザ照射によるローダミンBの蛍光が温度に依存することを利用したLIFによる液相内温度場の可視化について検討を行った.そこでは蛍光を捉える実験技術の開発がなされると共に,画像処理装置を用いて,得られた蛍光画像における三刺激値(RGB値)を解析した結果,蛍光に対してR値が最も支配的であり,またR値に直線的な温度依存性(低温であるほど高輝度となる)が確認された.これの利用により蛍光画象の定量化(温度場の算出)が可能となった.
また,安定温度・濃度成層場に対して濃度場の計測を試みたところ,±5%の誤差での計測が可能であった.
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