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CARS法を中心とした非線形分光法による強い衝撃波背後の分子振動・回転温度計測

研究課題

研究課題/領域番号 20246121
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 航空宇宙工学
研究機関千葉大学

研究代表者

前野 一夫  千葉大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30133606)

研究分担者 太田 匡則  千葉大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60436342)
連携研究者 安部 隆士  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙輸送工学研究系, 教授 (60114849)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
47,320千円 (直接経費: 36,400千円、間接経費: 10,920千円)
2010年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2009年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2008年度: 27,820千円 (直接経費: 21,400千円、間接経費: 6,420千円)
キーワードCARS / 振動・回転温度計測 / 極超音速衝撃波 / 大気圏再突入 / 実在気体力学 / 時間凍結画像分光 / 超高速CARS / 非線形分光法 / 分子振動・回転温度計測 / スペクトルマッチング法 / 大気圏再突入問題 / 大気圏再突問題
研究概要

大気圏再突入飛翔体への空力加熱問題は宇宙開発の重要な課題である。本研究では、大気圏再突入時の強い輻射衝撃波背後の極超音速流れを地上で実現し、高温の実在気体流れを計測して、空力加熱を正確に解析する数値計算の基本実験データを取得する。実験では高出力レーザーと高速分光装置を用い4~7km/sを超える高速の極超音速衝撃波背後の空気流れにCARS分光計測法を適用し、得られたスペクトルを解析することで窒素分子の振動・回転温度を求めた。計測された振動・回転温度は、通常の衝撃波関係式により求められる平進温度上昇には追随せず、従来の解析とは異なる温度分布となる。以上の結果は世界で初めてのもので、今後の宇宙航空開発研究に大きく寄与する。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (13件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] CARS Measurement of Vibrational/Rotational Temperature with Total Radiation Visualization behind Strong Shock Waves of 5-7 km/s2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sakurai, V.Hima Bindu, S.Niinomi, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Rarefied Gas Dynamics (Proc. 27th Int. Symp. on Rarefied Gad Dynamics), AIP-CP Vol.1333

      ページ: 419-424

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] CARS Measurement of Vibrational/Rotational Temperature with Total Radiation Visualization behind Strong Shock Waves of 5-7 km/s2011

    • 著者名/発表者名
      K.Sakurai, V.Hima Bindu, S.Niinomi, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Rarefied Gas Dynamics, Proc.27^<th> Int.Symp.on Rarefied Gad Dynamics

      巻: Vol.27 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Speed Visualization of Total Radiation and CARS Measurement of Vibrational/Rotational Temperature behind Hypervelocity Shock Waves of 5km/s2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sakurai, T.Osada, S.Niinomi, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society for Experimental Mechanics (Journal of JSEM) Vol.10, SI

      ページ: 85-89

    • NAID

      10026708204

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Ro/Vibrational Temperature Measurement of N2 in Hypersonic Non-equilibrium Flow behind Shock Wave by CARS Method2010

    • 著者名/発表者名
      S.Niinomi, K.Sakurai, V.HimaBindu, T.Osada, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      USB Proc.5th Int.Symp.on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics (5th ISEM)

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] The Measurement Technique of Nitrogen Vibrational and Rotational Temperatures behind Hypervelocity Shock Wave over the Mach Number of 15 with CARS2010

    • 著者名/発表者名
      T.Osada, Y.Endo, C.Kanazawa, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Space Technology Japan (Special Issue of ISTS), Proc. of 27th ISTS

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] CARS Rotational/Vibra-tional Temperature Diagnostics behind Hypervelocity Shock Wave at Mach Number Range from 12 to over 15, CARS Rotational/Vibrational Temperature Diagnostics behind Hypervelocity Shock Wave at Mach Number Range from 12 to over 152010

    • 著者名/発表者名
      T.Osada, Y.Endo, C.Kanazawa, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Proc.of 27th International Symposium on Shock Waves (27th ISSW)

      ページ: 4-4

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] High-Speed Visualization of Total Radiation and CARS Measurement ofVibrational/Rotational Temperature behind Hypervelocity Shock Wavesof 5km/s2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sakurai, T.Osada, S.Niinomi, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society for Experimental Mechanics (Journal of JSEM)

      巻: Vol.10, SI ページ: 85-89

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ro/Vibrational Temperature Measurement of N2 in Hypersonic Non-equilibrium Flow behind Shock Wave by CARS Method2010

    • 著者名/発表者名
      S.Niinomi, K.Sakurai, V.HimaBindu, T.Osada, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Proc.5^<th> Int.Symp.on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics (5^<th> ISEM)

      巻: USB ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Measurement Technique of Nitrogen Vibrational and Rotational Temparatures behind Hypervelocity Shock Wave over the Mach Number of 15 with CARS2010

    • 著者名/発表者名
      T.Osada, Y.Endo, C.Kanazawa, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Space Technology Japan (Special Issue of ISTS), Proc.Of 27^<th> ISTS 09-e-17(Proc.は発行済)(予定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CARS Rotational/Vibrational Temperature Diagnostics behind Hypervelocity Shock Wave at Mach Number Range from 12 to over 152010

    • 著者名/発表者名
      T.Osada, Y.Endo, C.Kanazawa, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Proc.Of (27^<th> ISSW) (発行予定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] High-Speed Visualization of Total Radiation and CARS Measurement of Vibrational/Rotationl Temperatures behind Hypervelocity Shock Waves of 4-6km/s2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sakurai, T.Osada, S.Niinomi, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Proc.of the 4th International Symp. on Advanced Fluid/Solid Science and Technology in Experi-mental Mechanics (4th ISEM'09) CD-ROM, PaperF-V-1(ISEM J.予定)(J.予定)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-speed Measurement of Vibrational and Rotational Temperatures of Nitrogen Molecules behind Hypervelocity Shock Wave by CARS Method, Trans2009

    • 著者名/発表者名
      K.Maeno, Y.Endo, M.Ota, K.Arimura
    • 雑誌名

      JSASS Space Tech Japan Vol.7, No.istis26

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] CARS Measurement of Vibrational and Rotational Temperatures of Nitrogen Molecules behind Hypervelocity Shock Wave2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Endo, T.Osada, C.Kanazawa, M.Ota, K.Maeno
    • 雑誌名

      Rarefied Gas Dynamics AIP CP-1084 (CD-ROM Proceedings of 26th Int. Symp. on RGD)

      ページ: 1-9

    • NAID

      110008459380

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] High-speed Measurement of Vibratonal and Rotational Temperatures of Nitrogen Molecules behind Hypervelocity Shock Wave by CARS Method2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Endo, K.Maeno, M.Ota, and K. Arimura
    • 雑誌名

      Space Technology Japan(Special Issue Of ISTS) 08-e-23(予定)

      ページ: 6-6

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear CARS Measurement of Nitrogen Vibrational and Rotational Temperatures behind Hypervelocity strong Shock Wave2009

    • 著者名/発表者名
      T.Osada, Y.Endo.M.Ota,and K. Maeno
    • 雑誌名

      Institute of Physics,Journal of physics cs-147(予定)

      ページ: 6-6

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CARS Measurement of Vibrational and Rotational Temperatures of Nitrogen Molecules behind Hypervelocity Shock Wave2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Endo, T.Osada, C.Kanazawa, M. ota, and K. Maeno
    • 雑誌名

      Rarefied Gas Dynamics (CD-ROM Proceed-ings of 26th Int. Symp. on RGD) AIP Conf Proc. 1084

      ページ: 1-9

    • NAID

      110008459380

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 極超音速衝撃波背後流れのCARS法によるN2の振動・回転温度計測2011

    • 著者名/発表者名
      ヒマビンドゥ・ベニガラ,櫻井孝太郎,新實翔太,小黒将志,太田匡則,前野一夫
    • 学会等名
      平成22年度衝撃波シンポジウム(講演論文集,pp.49-52)
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] CARS Measurement of Ro/Vibrational temperature with High Power Laser and High Speed Visualization of Total Radiation behind Hypervelocity Shock Waves of 5-7 km/s2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sakurai, V.Hima Bindu, S.Niinomi, M.Ota, K.Maeno
    • 学会等名
      18th Int.Symp. on Gas Flow and Chemical Lasers & High Power Lasers (GCL-HPL 2010)
    • 発表場所
      Sofia, Bulgaria
    • 年月日
      2010-09-02
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] CARS Measurement of Ro/Vibrational temperature with High Power Laser and High Speed Visualization of Total Radiation behind-Hypervelocity Shock Waves of 5-7 km/s2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sakurai, V.Hima Bindu, S.Niinomi, M.Ota, K.Maeno
    • 学会等名
      18^<th> Int.Symp.on Gas Flow and Chemical Lasers & High Power Lasers (GCL-HPL 2010)
    • 発表場所
      Bulgaria, Sofia
    • 年月日
      2010-09-02
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 速度6km/sまでの衝撃波背後における大気中の窒素分子のCARSスペクトルによる振動・回転温度の算出2010

    • 著者名/発表者名
      新實翔太,長田尭,櫻井孝太郎,ジャッパル・パリダ,太田匡則,前野一夫
    • 学会等名
      平成21年度衝撃波シンポジウム(講演論文集,pp.49-52)
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] CARS Application to the Vibrational/Rotational Temperature Measurement of Nitrogen behind Shock Waves over Mach Number 132009

    • 著者名/発表者名
      T.Osada, Y.Endo, C.Kanazawa, M.Ota, K.Maeno
    • 学会等名
      22nd Int. Colloquim on the Dynamics of Explosions and Reactive System(ICDERS)
    • 発表場所
      Minsk, Belarus
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] CARS Application to the Vibrational/Rotational Temperature Measurement of Nitrogen behind Shock Waves over Mach Number 132009

    • 著者名/発表者名
      T.Osada, Y.Endo, C.Kanazawa, M.Ota, K.Maeno
    • 学会等名
      Proc.of 22nd Int.Colloquim on the Dynamics of Explosions and Reactive System(ICDERS)
    • 発表場所
      Minsk, Belarus
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] CARS Measurement of Non-Equilibrium Radiating Hypervelocity Flow behind Strong Shock Wave on Nitrogen Molecules by Controlling High Power Second Harmonics YAG-Dye Laser Pulses2008

    • 著者名/発表者名
      K.Maeno, Y.Endo, K.Arimura, T.Osada, M.Ota
    • 学会等名
      XVII Int.Symp. on Gas Flow and Chemical Lasers & High Power Lasers
    • 発表場所
      Lisbon, Portral
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] マッハ数12-16範囲の衝撃波面背後における窒素分子の振動/回転温度のCARS分光計測2008

    • 著者名/発表者名
      前野一夫,太田匡則,遠藤陽一,長田尭,金沢力
    • 学会等名
      第52回宇宙科学技術連合講演会(1E19,2pgs)
    • 発表場所
      淡路島
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] CARS法によるマッハ数12以上の衝撃波背後の非平衡流れ中の窒素分子回転振動温度計測2008

    • 著者名/発表者名
      前野一夫,太田匡則,遠藤陽一,長田尭,金沢力
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2008(講演要旨集,p.83)
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] CARS Measurement for Non-Equilibrium Radiating Hypervelocity Flow behind strong Shock Wave on Nitrogen Molecules by Controlling High Power Second Harmonics YAG-Dye Laser Pulses2008

    • 著者名/発表者名
      K. Maeno, Y. Endo, K. Arimura, T. Osada, and M. Ota
    • 学会等名
      XYII Int.Symp. on Gas Flow and Chemica l Lasers & High Power Lasers
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear CARS Measurement of Nitrogen Vibrational and Rotational Temperatures for Hypervelocity Stroneg Shock Wave up to Mach Number 152008

    • 著者名/発表者名
      T.Osada, Y.Endo, C.Kanazawa, M.Ota, and K. Maeno
    • 学会等名
      Poceedings of Indonesia-Japan Joint Scientific Symposium IJJSS-2008
    • 発表場所
      けやき会館, 千葉大学 Japan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Nonlinear CARS Measurement of Nitrogen Vibrational and Rotational Temperatures behind Hypervelocity strong Shock Wave2008

    • 著者名/発表者名
      T. Osada, Y.Endo, M. Ota, and K. Maeno
    • 学会等名
      Proceedings of the 6th International Symposium on Measurement Techniques for Multiphase Flows
    • 発表場所
      Naha, Okinawa, Japan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CARS法によるマッハ数12以上の衝撃波背後の非平衡流れ中の窒素分子回転振動温度計測2008

    • 著者名/発表者名
      前野一夫、太田匡則、遠藤陽一、長田尭、金沢力
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2008
    • 発表場所
      神戸大学
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考] ホームページ等

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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