燐光寿命を利用した気体流れの温度速度相関計測

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360089
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 染矢 聡 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 上級主任研究員 (00357336)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 流体工学 / 可視化 / 温度

研究概要

任意の空間スケールにおいて，高い時間・空間分解能で，1台のシングルパルスレーザーと1台のカメラで捉えた画像から任意の作動流体(特に気体)の温度(-20～1000°C)と速度を多次元高精度同時計測する手法を開発した．本手法では感温性の燐光粒子を利用するため，燐光寿命，スペクトル，発光強度などの温度依存性といった燐光物質の光学特性データベースを作成した．また，エンジンの高効率化・環境負荷低減に寄与するため，可視化エンジンの温度・速度計測に適用した．

研究成果

• [雑誌論文] Instantaneous imaging 2D temperature in an engine cylinder in a frame combustion condition (2013)
  • 著者名/発表者名: Someya S., Okura Y., Munakata T. and Okamoto K
  • 雑誌名: Int.J. Heat and Mass Transfer 巻: Vol.62 ページ: 382-390
  • DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.03.007
• [雑誌論文] Instantaneous phosphor thermometry applicable to walls exposed to flames (2013)
  • 著者名/発表者名: Someya S., Furutani H. and Okamoto K
  • 雑誌名: Experimental Thermal and Fluid Science 巻: Vol.47 ページ: 224-231
  • DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2013.01.017
• [雑誌論文] Combined velocity and temperature imaging of gas flow in an engine cylinder (2012)
  • 著者名/発表者名: Someya S., Okura Y., Uchida M., Sato Y. and Okamoto K
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: Vol.37 ページ: 4964-4966
  • DOI: 10.1364/OL.37.004964
• [雑誌論文] Lifetime-based phosphor thermometry of an optical engine using a high-speed CMOS camera (2011)
  • 著者名/発表者名: Someya S., Uchida M., Tominaga K., Terunuma H., Li Y., Okamoto K
  • 雑誌名: Int.J. Heat and Mass Transfer 巻: Vol.54 ページ: 3927-3932
  • DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.04.032
• [学会発表] PIV 技術を用いた温度場流れ場解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 自動車技術会シンポジウム「省エネを支える伝熱技術」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-02-14
• [学会発表] 熱流体の可視化計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 第8回「学際領域における分子イメージングフォーラム」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] 蛍光体を用いたエンジン筒内 2 次元温度と速度の同時計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 自動車技術会シンポジウム「多様なニーズに対応する計測・診断技術」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] 燐光による水・空気の温度速度同時計測法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 2011 第11回熱設計・対策技術シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-07-22
• [図書] サーマルマネージメント-余熱・排熱の制御と有効利用,第 2 編第2章1節,熱流体の可視化技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 総ページ数: 98-110
  • 出版者: (株)NTS
• [図書] シミュレーション辞典 (2012)
  • 著者名/発表者名: シミュレーション学会編著
  • 総ページ数: 50,89,100,343,353
  • 出版者: (株)コロナ社