| 研究課題/領域番号 |
25420138
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
屋代 英彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (30358197)
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| 研究分担者 |
欠端 雅之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電子光技術研究部門, 主任研究員 (70356757)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | レーザー誘起ブレークダウン / エアロゾル / 液滴 / 数密度測定 / 多点同時測定 |
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| 研究実績の概要 |
レーザー誘起ブレークダウンを用いてエアロゾル中の液滴数密度の絶対値測定が可能であることを実証している。この方法ではレーザーパルス幅程度のナノ秒での時間分解能が可能で高速かつ間欠噴霧されたディーゼルエンジン内の液滴の密度空間分布の時間変化が測定でき、エンジンの燃費効率の向上につながると考えている。実用化のためには密度分布の測定時間が大きな問題となる。ブレークダウン発生確率を統計的に評価するため1点でも100ショット以上かかるレーザー照射を多数点で行うことで測定時間が飛躍的に長時間化する。この問題を解決するため、多点同時集光という方法で研究を進めている。ブレークダウンに伴う液滴から放出されるアブレーションプルームの影響のない間隔で回折できるDOE(解説光学素子)と凸レンズを用いた36点の同時集光光学系を確立し同時にレーザー照射と同期した画像取り込み方法を確立した。単一の高強度レーザー光をDOEを通過させ6x6の区形状に分散させ凸レンズで集光することで、同一平面内の6x6点に同時に集光することになる。ノズルから放出されたエアロゾルの下方約100㎜を中心に複数のレーザー光を集光し各点のブレークダウン発生確率から密度分布を評価した。ノズル中心軸に対象に放物線状の密度分布を形成している。また、ノズルから距離が遠ざかるにつれ密度が減少する結果も得られ、想定される密度分布が測定された。この結果、測定速度が数十倍高速化可能なことを実証した。現在、絶対値に変換するための集光パラメーター等の測定を行い、この結果を用いることで密度分布は絶対値として評価される。この密度分布と可視レーザー光の散乱強度を比較検討することで全域の密度分布が測定できると考えていて現在取組中である。
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