| 研究概要 |
本研究では2層の濃度成層を側方加熱冷却したときに発生する二重拡散対流における熱対流と溶質対流の相互を明らかにすべく,He-Neレーザによるレーザホログラフィー法(HI),およびArレーザによるレーザ誘起蛍光法(LIF)を併用した「温度場・濃度場の同時計測システムの開発」に関する基礎研究を行った.
HIにおいて温度勾配と濃度勾配が共存する2層系二重拡散対流を対象とした場合,等屈折率線を表す干渉縞は等温線とならないが,それは境界面および壁面近傍を除いて等密度線とみなせることがわかった,また,HI画像から得られた屈折率の値は妥当なものであった.これらを考慮し,任意時間の濃度がHI画像と実測の局所温度から決定された.
HIにおいて局所温度を用いて濃度の算出がなされたことより,温度が場として得られるとき濃度場の算出が可能となる.そこで,Arレーザ照射によるローダミンBの蛍光が温度に依存することを利用したLIFによる液相内温度場の可視化について検討を行った.そこでは蛍光を捉える実験技術の開発がなされると共に,画像処理装置を用いて,得られた蛍光画像における三刺激値(RGB値)を解析した結果,蛍光に対してR値が最も支配的であり,またR値に直線的な温度依存性(低温であるほど高輝度となる)が確認された.また,それはレーザ出力にも依存した(高出力であるほど高輝度となる).この関係を利用することにより蛍光画像の定量化(温度場の算出)が可能となった.
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