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高クヌッセン数流れのミクロスケール・アナリシス

研究課題

研究課題/領域番号 15206020
研究種目

基盤研究(A)

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)

研究分担者 山下 新太郎  岐阜大学, 工学部, 教授 (20023236)
廣田 真史  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30208889)
森 英男  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (70362275)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
48,100千円 (直接経費: 37,000千円、間接経費: 11,100千円)
2005年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2004年度: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2003年度: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
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 / 面-分子干渉 / 自由分子流 / ラングミュア・ブロジェット膜 / 非平衡現象 / 温度計測 / 共鳴多光子イオン化法(REMPI) / 面一分子干渉
研究概要

(1)超音速自由分子流における非ボルツマン回転エネルギー分布の実験的解明
共鳴多光子イオン化法(REMPI)を用いた超希薄気体流計測システムを構成し,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,回転温度非平衡現象を実験的に調査した.これには非平衡の程度を示す貯気室圧力(P_0)とノズル出口直径(D)の積(P_0D)をパラメータとして実験を行い,超音速自由分子流内で生起する非平衡現象,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した.
(2)高クヌッセン数流れ(低圧力域およびマイクロナノデバイス周りの流れ)に適用可能な感圧塗料の開発
・低圧力域においては酸素透過性の非常に高いバインダーであるpoly(TMSP)を利用したPtTFPP/poly(TMSP)が固体表面圧力の計測に適していることを明らかにした.
・PSPの発光強度と分子数流束の関係を明らかにし,高クヌッセン数領域で重要となる分子数流束の計測法としてPSPが有用であることを示した.
・Langmuir-Blodgett(LB)法によってPSPを分子膜化したPSMF(Pressure Sensitive Molecular Film)を作製し,そのPSMFの特性を評価することによって,マイクロデバイス周りの流れ場計測に適用可能であることを示した.
(3)面-分子干渉実験装置の構築
固体表面から反射した気体分子を検出し,気体分子のエネルギーおよび運動量適応係数の精緻データを得るための実験装置を構築した.
(4)レーザー誘起蛍光法(LIF)およびPSPを用いたリニア型エアロスパイクノズル噴流に関する研究
リニア型エアロスパイクノズルより噴出する高速流の衝撃波を含む複雑な流れ場構造をLIFにより可視化するとともに,ノズル壁面の複雑な圧力分布をPSPにより計測してエアロスパイクノズルの性能を評価した.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (30件) 産業財産権 (2件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] クラスター型リニアエアロスパイクノズル噴流のNO-LIF及びPSPを用いた実験2006

    • 著者名/発表者名
      谷口真潮, 森英男, 西平竜太郎, 新美智秀
    • 雑誌名

      可視化情報 Vol.26,No.2

      ページ: 13-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental Analyses of Jet Structures around Clustered Linear Aerpspike Nozzle by NO-LIF and PSP2006

    • 著者名/発表者名
      M.Taniguchi, H.Mori, R.Nishihira, T.Niimi
    • 雑誌名

      Journal of Visualization Society of Japan Vo.22, No2

      ページ: 13-18

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pressure Sensitive Paint Suitable to High Knudsen Number Regime2006

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, T.Niimi, M.Hirako, H.Uenishi
    • 雑誌名

      Measurement Science and Technology 17

      ページ: 1242-1246

    • NAID

      120000975923

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Number Flux Detection using Oxygen Sensitive Luminophore2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, T.Niimi, M.Hirako, H.Uenishi
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 17

      ページ: 100610-100610

    • NAID

      120000979644

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental Detection of Rotational Non-Boltzmann Distribution in Supersonic Free Molecular Nitrogen Flows2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, T.Niimi, I.Akiyama, T.Tsuzuki
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 17

      ページ: 117103-117103

    • NAID

      120000979646

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NO-LIF及びPSPを用いた側壁付きリニアエアロスパイクノズルの評価2005

    • 著者名/発表者名
      谷口真潮, 森英男, 西平竜太郎, 福島敦至, 新美智秀
    • 雑誌名

      可視化情報 Vol.25,Suppl.1

      ページ: 335-338

    • NAID

      10016586674

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental Analyses of Linear-type Aerospike Nozzles with Sidewalls2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, T.Niimi, M.Taniguchi, R.Nishihira, A.Fukushima
    • 雑誌名

      21^<st> International Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities (ICIASF'05), IEEE

      ページ: 138-142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Visualization of flow fields around clustered linear-type aerospike nozzles with sidewalls2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, M.Taniguchi, R.Nishihira, T.Niimi
    • 雑誌名

      5^<th> Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing (PSFVIP-5)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Pressure Sensitive Luminophores for Micro- and Nano-systems2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, H.Mori, T.Niimi, H.Uenishi, M.Hirako
    • 雑誌名

      IEEE International Symposium on Micromechanics and Human Science (MHS2005)

      ページ: 267-272

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pressure Measurement Technique using Pressure Sensitive Molecular Film for Micro Devices2005

    • 著者名/発表者名
      Hideo Mori, Tomohide Niimi, Yu Matsuda, Hiroyuki Uenishi
    • 雑誌名

      The 3rd Taiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering (CD-R)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical Diagnostics of High Knudsen Number Flows2005

    • 著者名/発表者名
      T.Niimi
    • 雑誌名

      The 6th World Conf. on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics & Thermodynamics (CD-R)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical Diagnostic Methods for High Knudsen Number Flows2005

    • 著者名/発表者名
      T.Niimi
    • 雑誌名

      IFS-JAXA Joint Symposium on Advanced Fluid Information

      ページ: 20-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular Number Flux Detection using Oxygen Sensitive Luminophore2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, T.Niimi, M.Hirako, H.Uenishi
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 17(10)

    • NAID

      120000979644

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental Detection of Rotational Non-Boltzmann Distribution in Supersonic Free Molecular Nitrogen Flows2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, T.Niimi, I.Akiyama, T.Tsuzuki
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 17(11)

    • NAID

      120000979646

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Pressure Sensitive Luminophores for Micro- and Nano-systems2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, H.Uenishi, H.Mori, M.Hirako, T.Niimi
    • 雑誌名

      Int. Symp. on Micro-Nano Mechatronics and Human Science

      ページ: 267-272

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pressure Measurement Technique using Pressure Sensitive Molecular Film for Micro Devices2005

    • 著者名/発表者名
      Hideo Mori, Tomohide Niimi, Yu Matsuda, Hiroyuki Uenishi
    • 雑誌名

      The 3rd Taiwan-Japan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering, CD-R

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical Diagnostics of High Knudsen Number Flows2005

    • 著者名/発表者名
      T.Niimi
    • 雑誌名

      The 6th World Conf. on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics & Thermodynamics (ExHFT-6), CD-R Keynote Lecture (KL 11)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical Diagnostic Methods for High Knudsen Number Flows2005

    • 著者名/発表者名
      T.Niimi
    • 雑誌名

      Proc. of the fifth Int. Symp. on Advanced Fluid Information (AFI-2005), IFS-JAXA Joint Symposium

      ページ: 20-21

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of Pressure-Sensitive Paints to Low Pressure Range2005

    • 著者名/発表者名
      T.Niimi, et al.
    • 雑誌名

      J. of Thermophysics and Heat Transfer, AIAA Vol.19, No.1

      ページ: 9-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental Analyses of Linear-type Aerospike Nozzles with Sidewalls2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, T.Niimi, M.Taniguchi, R.Nishihira, A.Fukushima
    • 雑誌名

      21^<st> International Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities(ICIASF'05), IEEE

      ページ: 138-142

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Visualization of flow fields around clustered linear-type aerospike nozzles with sidewalls2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, M.Taniguchi, R.Nishihira, T.Niimi
    • 雑誌名

      5^<th> Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing(PSFVIP-5)

      ページ: 3-9

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of Pressure Sensitive Luminophores for Micro-and Nano-systems2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuda, H.Mori, T.Niimi, H.Uenishi, M.Hirako
    • 雑誌名

      IEEE International Symposium on Micromechanics and Human Science(MHS2005)

      ページ: 267-272

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Optical Diagnostics of High Knudsen Number Flows2005

    • 著者名/発表者名
      T.Niimi
    • 雑誌名

      The 6th World Conf.on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics&Thermodynamics (CD-R)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 超音速自由分子流における非ボルツマン回転エネルギー分布の実験的解析2005

    • 著者名/発表者名
      森英男, 新美智秀, 秋山勇雄, 都築巧
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 71, 702

      ページ: 436-441

    • NAID

      110005051421

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Experimental Study of Rotational Non- equilibrium in Low Density N_2 Jets using REMPI2005

    • 著者名/発表者名
      T.Niimi, H.Mori, I.Akiyama, T.Tsuzuki
    • 雑誌名

      Rarefied Gas Dynamics (24^<th> International Symposium on Rarefied Gas Dynamics), AIP (to be published)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular Number Flux Detection using Oxygen Sensitive Luminophore2005

    • 著者名/発表者名
      H.Mori, T.Niimi, M.Hirako H.Uenishi
    • 雑誌名

      Transport Phenomena in Micro and Nanodevices, Kona, Hawaii (to be published)

    • NAID

      120000979644

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of Pressure-Sensitive Paints to Low Pressure Range2005

    • 著者名/発表者名
      T.Niimi et al.(8 authors)
    • 雑誌名

      J. of Thermophysics and Heat Transfer, AIAA 19, 1

      ページ: 9-16

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 高クヌッセン数流れ中の表面圧力計測に適した感圧塗料の開発2004

    • 著者名/発表者名
      森英男, 新美智秀, 大島佑介, 平光円
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 70, 699

      ページ: 2721-2728

    • NAID

      110004999658

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] NO-LTF及び感圧塗料を用いたクラスター型リニアエアロスパイクノズル噴流の実験的解析2004

    • 著者名/発表者名
      谷口真潮, 森英男, 西平竜太郎, 新美智秀
    • 雑誌名

      流体熱工学研究 39, 1

      ページ: 49-56

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigation of Linear-Type Aerospike Nozzle with Side walls using No-LIF and PSP

    • 著者名/発表者名
      M.Taniguchi, H.Mori, R.Nishihira, A.Fukushima, T.Niimi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 33^<rd> Symposium on the Visualization Vol.25, Suppl.No.1

      ページ: 335-338

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 酸素感応膜及びその製造方法2005

    • 発明者名
      森英男, 新美智秀, 平光円, 上西裕之
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権番号
      2005-278731
    • 出願年月日
      2005-09-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 酸素感応膜及びその製造方法2005

    • 発明者名
      森 英男, 新美 智秀, 平光円, 上西 裕之
    • 権利者名
      国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権番号
      2005-278731
    • 出願年月日
      2005-09-26
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [文献書誌] 森英男, 新美智秀, 丹羽健二, 秋山勇雄: "REMPIによる超音速自由分子流における回転温度非平衡現象の解析に関する研究"日本機械学会論文集(B編). 69, 679. 623-629 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 新美智秀, 森英男, 岡部和毅, 政井佑介, 谷口真潮: "クラスター型リニアエアロスパイクノズル噴流の可視化と構造解析"日本航空宇宙学会論文集. 52, 605(掲載予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mori, H., Niimi, T., Yoshida, M., Kondo, M., Oshima, Y.: "Application of PSP to low density gas flows"Journal of Visualization. 7, 1. 55-62 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Niimi et al.(8 authors): "Application of Pressure-Sensitive Paints to Low Pressure Range"Journal of Thermophysics and Heat Transfer. (To be published). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Mori, H.et al.(6 authors): "Application of PSP in Low Pressure Regime"ICIASF 2003 Record (20^<th> International Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities), IEEE.. 357-362 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 森英男, 新美智秀, 近藤誠, 大島佑介, 平光円: "感圧塗料による低密度気体流と干渉する固体表面の二次元的圧力計測"可視化情報. Vol.23, Suppl.1. 153-156 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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