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本研究は、気体中に微量のヨウ素ガスをトレ-サとして混入し、これにアルゴンイオンレ-ザビ-ムを照射して得られるヨウ素分子の蛍光を測定して、遷音速流れ場の三次元的構造を明らかにすることを目的とする。昨年度までに遷音速ノズルを用いた実験的研究を行い、ノズル内部の三次元的温度分布が測定できるシステムを開発したが、本年度は温度測定の高精度化と速度ベクトルの測定を目的として以下の研究を行った。
1.昨年度製作した温度計測システムを高精度化するため、リファレンス画像による蛍光画像値の補正方法を開発するとともに、ソフトウェア上で画像デ-タを平滑化する方法を考案した。
2.上記の方法でLIF法により得られた温度を、ノズル壁面静圧とよどみ点圧力から計算した温度と比較した結果、本研究で開発したLIF法により遷音速流れ場の温度が±3%以内の高精度で測定できることが分かった。
3.アルゴンレ-ザの共振器内部にエタロン板を挿入し、レ-ザの発振波長を狭帯域化した。次にこのエタロン板の角度をステッピング・モ-タ-でスキャンできる装置を製作したが、これによりヨウ素の励起波長を走査し、蛍光のスペクトルプロファイルを得ることができた。
4.上記の方法で遷音速ノズル内の各点における蛍光のスペクトルプロファイルを得た。スペクトルのドップラ-・シフト量よりノズル内の速度分布を計算したが、このようにして得られた速度は静圧測定から計算した速度とよく一致し、本方法により遷音速流の速度場が測定できることが示された。
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