| 研究課題/領域番号 |
62550180
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中谷 登 大阪大学, 工学部, 講師 (10029085)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1988年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1987年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | レーザによる流れの計測 / レーザ・フォトサーマル効果 / 流速計測 / ガス濃度の計測 / 速度と濃度の同時計測 / 流速と濃度の同時計測 |
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| 研究概要 |
レーザを集光し、流体中の局所領域に照射する。光一熱変換によって発生した微小屈折率変化(フォトサーマル効果)を高感度ヘテロダイン干渉プローブ光によって、検出した。
外乱除去型ヘテロダイン干渉プローブを対称型の光学系を用いて構成し、既知の微小位相変化を検出できることを確かめた。
光源としては、CO_2レーザを自作し、共振器の冷却水の温度安定化によって、レーザ縦モード発振ラインP20に安定化した。これは自作の赤外分光器によって確かめた。このレーザをメキャニカル・チヨッパでパルス光にして照射した。
ガスとしては、エチレンと空気の混合ガスを用いて、ガス濃度(ガス検出器で検出)を変えて干渉プローブによって検出した。
発振線の安定化によって、濃度とヘテロダイン干渉プローブによる検出位相の間の直線関係を求めることができた。本方法により濃度が低い場合の局所濃度を求めることができる。
濃度一定の時、検出位相の時間変化の実験値は、熱拡散の項を考慮して計算した値より小さくなった。これは、計算値が2次元的な仮定をおいているためと考えられる。今後3次元的な熱拡散を考慮して計算する必要がある。
速度計測については、CO_2レーザ集光点からプローブ光を後流にずらして、タイムフライト法を用いて測定し、層流について、測定流量から換算した、流速と本実験で測定した値が一致することを確かめた。
速度と濃度の同時計測については、タイムフライト法により速度を求め、濃度については、検出位相の曲線の立ち上がりの直線部の勾配を速度補正して、求めることができる。今後の課題としては、本方法の乱流領域への適用、空間分布計測などが上げられる。
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