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液体の圧力が低下し液体中に気泡が生じる現象をキャビテーションと呼び，気泡が崩壊する際に高い圧力が発生することが知られている．ポンプや配管ではキャビテーション壊食による破損や損傷が発生しているが，壊食被害を確認するため装置を停止せずに管内壁の状況を管外からモニタリングできれば必要なときに維持管理のための補修を実施できるが，キャビテーション壊食のような固体と液体の界面に作用するマイクロ・スケールの衝撃力を遠隔的に測定する手法は確立されていない．そこで本研究では，界面に作用する衝撃力や波動伝播現象の解明と管内壁モニタリング実現のために，逆解析を利用した衝撃荷重計測システムの開発を行った．
実験装置は，火花放電装置，AE計測装置，試験片固定台，オシロスコープ，アクリル水槽，高速度カメラで構成し，電極は水槽中央に２本の銅線を先端が接地するように対向して固定した．気泡生成はポリカーボネート円柱試験片下方で行い，気泡生成と崩壊時の衝撃力を試験片上面に取り付けたAEセンサで測定した．気泡の崩壊圧推定には逆解析を用いており，誤差の拡大を防止するため適切化処理としてMoore-Penroseの一般逆行列を用いる手法を用いた．
気泡崩壊圧の測定に用いた伝達関数はシャープペンシルによる芯の圧折力を入力として推定した．シャープペンシル芯の圧折は0.35 μsで既知の圧縮荷重が解放されることが知られており，キャビテーションのような数μsで生じる現象に対する伝達関数の入力として適切である．アーク放電発生により生成した気泡は膨張して最大半径となり，その後収縮・崩壊した．推定した伝達関数を用いて気泡の衝撃力を推定した結果，試験片下面に作用する最初の衝撃力は気泡生成直後であること，ならびに流体ジェットが固体壁に衝突した時刻に最大の衝撃力が作用することを確認した．
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