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REMPIの超希薄非平衡気体流計測への応用

研究課題

研究課題/領域番号 13875037
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

新美 智秀  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70164522)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2002年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワードミクロスケール / 超希薄流 / 共鳴多光子イオン化法(REMPI) / 面-分子干渉 / 自由分子流 / ファントム粒子モデル / 非平衡現象 / 温度計測
研究概要

今年度までにREMPIを用いた超希薄気体流計測システムを、現有のYAGレーザー励起の色素レーザーを中心とした光学系および2次電子増倍管とボックスカー積分器からなるイオン検出系により構成した。また、色素レーザーの2倍波出力にオートトラッキング装置を組み込むことで、広い波長範囲にわたって一定出力を維持することが可能となり、同時に広範囲のREMPIスペクトルの検出を可能とした。このシステムを真空中へ噴出する窒素の超音速自由分子流の流れ場に適用し、温度非平衡現象を調査した。その結果、並進と回転温度が異なるモード間非平衡現象や回転温度の凍結現象を明らかにするとともに、貯気室圧力が非常に低密度の場合には、回転エネルギー分布がボルツマン分布とならず、回転エネルギーの低い領域と高い領域でボルツマン分布から逸脱するモード内非平衡現象を明らかにした。現在、超音速自由分子流内で生起する非平衡現象をさらに詳細に解明すべく、計測点の移動装置の作成、差動排気の採用および検出システムの変更により広範囲な貯気室圧力の設定を可能にするなどのREMPI計測システムの改良を行った。これにより非平衡エネルギー分布の計測および平衡状態から非平衡状態への遷移を明らかにする実験が進行中である。
超高真空を維持できる差動排気真空チャンバーを利用した面-分子干渉実験装置が稼動状態となり、実験装置の真空特性を明らかにした。この装置を用いて、気体分子が固体表面と干渉した際のエネルギーおよび運動量交換に関する精緻データの取得に関連した実験が進行中である。

報告書

(2件)
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 新美 智秀: "REMPIによる超希薄自由分子流中の回転モード内非平衡現象の解析"宇宙航行の力学シンポジウム(平成12年度),宇宙科学研究所. 152-155 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "低密度気体流中におけるPSPの評価と応用"可視化情報. Vol.21, Suppl.. 317-320 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "PSPの低圧力域における基礎特性に関する研究"日本機械学会論文集(B編). 68,676. 3360-3368 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "Application of PSP to Rarefied Gas Flows"10th Int. Symp. on Flow Visualization. (CD-ROM). F0249 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "Application of PSP to Low Density Gas Flows"Proc. of 2002 Japan-Korea Joint Seminar on Particle Image Velocimetry. 55-61 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "REMPIによる超希薄気体流の温度非平衡解析"宇宙航行の力学シンポジウム (平成12年度), 宇宙科学研究所. 101-104 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "A Study on REMPI as a Measurement Technique for Highly Rarefied Gas Flows"JSME International Journal, B. 44-3. 388-394 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "Visualization of Impinging Supersonic Free Jet on a Tilt Plate by LIF and PSP"Journal of Visualization. 4-2. 151-158 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "Visualization of Interacting Supersonic Free Jets using NO-LIF"Proc. of 6^<th> Asian Symposium on Visualization. 410-412 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "Application of REMPI to Highly Rarefied Gas Flows"19^<th> Int. Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities. 256-261 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "分子センサーによる希薄気体流の複合計測"可視化情報. 21-83. 240-245 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 新美 智秀: "可視化情報ライブラリー3, 光学的可視化法"朝倉書店. 178 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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