空気中の強い衝撃波のラマン計測

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05402052
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 本間 弘樹 千葉大学, 工学部, 教授 (90009233)
• 研究分担者: 前野 一夫 千葉大学, 工学部, 教授 (30133606)
• キーワード: 衝撃波 / 非平衡放射 / 高温空気 / ラマン計測 / 極超音速流

研究概要

本研究は、自由ピストン2段膜衝撃波管で作り出される空気中の強い衝撃波背後の非平衡領域でのレーザーラマン計測法により振動温度の測定に焦点をあわせている。今年度に掲げた目標は、(ア)空気中の強い衝撃波背後の非平衡領域での発光スペクトルの観測とそのコンピュータ解析システムの確立を目指す。(イ)高出力YAGレーザによる短時間ラマン計測法の開発を目指す。(ウ)衝撃波速度の再現性を向上させるために、衝撃波管特性を再検討して高精度化を計る、ことであった。(ア)については、ほぼ所定の目標を達成し、多くのデータが得られた。主な結果を列記すると、(1)N_2^+(1-)バンド・スペクトルについて、幾つかの新たな詳細データが得られた。特に時間分解スペクトル観測により、分子振動準位間の電子励起遷移スペクトルが非平衡放射域で時間的に振動していることが、初めて観測された。詳しい分析が今後の課題である。(2)同じ実験条件において、非平衡発光域の継続時間が数μsで長い場合と、数百nsで短い場合があることが見いだされた。理由については、今後の課題である。(3)ストリークカメラのスリットによる時間方向の回折の影響を除去するための画像処理方法が開発され、有効であることが確かめられた。(イ)ついては、YAGレーザー出力が不十分であることが分かり、来年度に出力を増強することとなった。(ウ)2段膜衝撃波管の中圧管と低圧管の間の第2膜の破膜過程を中心に調べられ、ピストン駆動条件などの今後の検討が必要であることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] J.Koreeda: "Imaging Spectroscopy of the Nonequilibrium Shock Front in Air" Shock Waves,An International Journal. 5(掲載予定). (1995)
• [文献書誌] J.Koreeda: "The Exact Riemann Solver for High-Temperature Air" Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 37(掲載予定). (1995)
• [文献書誌] 是枝ジョージ: "画像分光法による空気中の強い衝撃波の観測" 第26回流体力学講演会講演集. 141-144 (1994)
• [文献書誌] 是枝ジョージ: "画像分光法による空気中の強い衝撃波背後の非平衡放射の観測" 平成6年度衝撃波シンポジウム講演論文集. (掲載予定). (1995)
• [文献書誌] 大浜好暁: "自由ピストン2段膜衝撃波管/膨張波管の特性実験" 平成6年度衝撃波シンポジウム講演論文集. (掲載予定). (1995)
• [文献書誌] M.Mitsuda: "Numerical and Experimental Study for Free Piston Expansion Tube" AIAA Paper,AIAA-94-2528,18th AIAA Aerospace Ground Testing Conference,Colorado Springs. 1-11 (1994)