| 研究課題/領域番号 |
23560226
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
石野 洋二郎 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30242902)
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| キーワード | 乱流火炎 / CT計測 / シュリーレン法 / 三次元計測 / ３Dプリンター |
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| 研究概要 |
申請研究課題の目的は，乱流燃焼現象の未だに未知な動的三次元現象の解明を確実に前進させるために，最先端の「高速ノンスキャニング四次元ＣＴ(コンピュータ断層再構成)計測システム」を構築することにある．ここで，「四次元計測システム」の構築のためには，時系列変化の基礎となる「瞬間三次元分布」を鮮明に捕らえることが最重要である．ところが，高噴出速度の実用乱流火炎の形状変化の速度は極めて速く，火炎発光を捕らえるCT手法では，火炎発光の光量が不足し，実用乱流火炎の瞬間三次元分布の獲得が困難であることが平成２４年度までの本研究で明らかとなった．そこで，実用的な工業用高速乱流火炎の三次元形状獲得のために，フラッシュ光源と透過型ＣＴシステムを採用したマルチ光学系システムによる新規計測システムの構築を目指すこととした．
本報告年度では，「定量シュリーレン多方向同時撮影装置（マルチ・シュリーレン・カメラ）」の設計ならびに製作を行った．この特殊カメラは，直径約３ｍの平面上に，２０台の定量的シュリーレン撮影光学系が９°毎に１８０°にわたり放射状に配置される，大型の撮像装置であり，溶接等を駆使して自作された．また，企業工場での実地計測を考慮して，可搬性，水平から垂直までの計測平面の角度設定機能を持たせてある．
この計測装置により，出口直径4.2 mm，プロパン空気の予混合ガスの噴出速度10 m/sの乱流バーナー火炎の瞬間密度分布の三次元CT計測が行われた．乱流火炎の瞬間三次元形状の３Dプリンティングも世界で初めて実施された．
研究成果の公表に関して，本報告年度は，学術雑誌（査読あり）１件，国際会議２件，国内会議５件の発表を行った．なお，国際会議１件，国内会議２件の発表が確定している．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初の計画では，噴出速度の遅い乱流火炎を対象として計画されたが，本報告年度の段階では，噴出速度が速い実用バーナー乱流火炎を対象とした瞬間三次元形状の三次元CT計測に成功したため．また，上記計測を可能とする大型の計測用撮影装置も完成したため．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は，本申請の最終年度にあたるので，製作された大型撮影装置により，多種の乱流火炎の三次元CT計測を実施し，公表に努める．撮影装置の性能拡張について検討を行い，他の研究申請にもつなげたい．
また，提案したシュリーレンCT法の適用対象の拡大のため，乱流火炎だけでなく，衝撃波を伴う高速気流などの計測も実施し，航空宇宙分野などの他分野への適用も検討したい．
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