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2014 年度 実施状況報告書

高エンタルピー流中のケイ素系超高温耐熱材料周りに生ずる極めて強い発光現象の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25420847
研究機関群馬大学

研究代表者

舩津 賢人  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (50323332)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードケイ素系超高温耐熱材料 / 分光計測 / 高エンタルピー流 / アブレーション / 炭化ケイ素 / 極超音速反応性流体力学 / 高速高温流体力学 / 航空宇宙工学
研究実績の概要

本研究は、高エンタルピー流中の損耗が炭素系材料に比べ著しく小さいケイ素系超高温耐熱材料に着目し、気流と材料損耗の相互作用に関わる未解明の極めて強い発光現象に焦点をあてる。本研究課題の目的は、「先進的な空間的時間的発光分光計測技術により、化学種同定や温度推定を行い、高精度空力加熱予測に大いに関与する極めて強い発光現象を解明すること」である。
平成26年度の研究実績の概要は次の通りである。(1)平成25年度同様、群馬大学大学院理工学府所有の超小型プラズマジェット発生装置を用いて高エンタルピー流を発生させ、現有の高波長分解分光器を用いて気流中のケイ素系超高温耐熱材料周りに生ずる極めて強い発光現象を空間的に局所的に発光分光計測した。また、非定常計測にも対応可能な小型分光器により空間的に局所的な発光分光計測を行い、それらをもとに特徴的な原子線や分子線に対応する複数の波長フィルターを選定した。(2)プラズマフリージェットなどの発光現象と高速度ビデオカメラの間に二波長分光光学系を設置し、空間的時間的な二波長分光画像を取得した。(3)高エンタルピー流中のケイ素系超高温耐熱材料の加熱試験における強い発光現象を複数の波長フィルターと汎用ビデオカメラにより空間的時間的な発光強度分布(二波長分光画像)を取得した。これらの発光強度分布の強度比からケイ素系超高温耐熱材料の見かけの表面温度を推定した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成26年度の研究実績は「研究実績の概要」に記載した通りであり、本研究課題の現在までの達成度は、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

本研究課題の「今後の研究の推進方策」は、平成25年度、平成26年度の研究実績を踏まえ、平成27年度の研究実施計画(継続的なデータ取得とシステムの改善、温度推定のための計算機プログラムの開発、計測システムの実証試験、物理化学モデルの構築など)に沿って着実に研究を遂行する。

次年度使用額が生じた理由

平成25年度導入予定だった二波長分光光学系を平成26年度に導入した。それに伴い平成27年度においても継続的に「データ取得とシステムの改善」を行う必要があり、次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

平成27年度の研究経費は、「今後の研究の推進方策」に記載した通り、平成27年度の研究実施計画に沿って着実に執行していく。特に、平成26年度に二波長分光光学系を導入したことから、平成27年度においても継続的な「データ取得とシステムの改善」を行う。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Visualizations of SiC Ablations in Air Plasma Freejets2014

    • 著者名/発表者名
      M. Funatsu, K. Konishi, M. Kawada, M. Ozawa, and F. Takakusagi
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Aerospace Technology Japan

      巻: 12 ページ: Po_2_45-Po_2_50

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.2322/tastj.12.Po_2_45

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 窒素プラズマフリージェットのスペクトル特性2015

    • 著者名/発表者名
      宮内明祐美、森岡元、小西健太、小澤正裕、舩津賢人
    • 学会等名
      平成26年度日本分光学会年次講演会・国際シンポジウム
    • 発表場所
      理化学研究所和光キャンパス(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2015-05-26
  • [学会発表] 空気プラズマフリージェット中のケイ素系耐熱材料の観察2015

    • 著者名/発表者名
      戸叶和宏、森岡元、舩津賢人
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ホテル天坊(群馬県渋川市)
    • 年月日
      2015-03-10
  • [学会発表] 窒素プラズマフリージェットの放射計測2015

    • 著者名/発表者名
      凌楊、森岡元、舩津賢人
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ホテル天坊(群馬県渋川市)
    • 年月日
      2015-03-10
  • [学会発表] 空気プラズマフリージェット中のケイ素系耐熱材料周りの放射測定2015

    • 著者名/発表者名
      森岡元、戸叶和宏、舩津賢人
    • 学会等名
      平成26年度衝撃波シンポジウム
    • 発表場所
      ホテル天坊(群馬県渋川市)
    • 年月日
      2015-03-09
  • [学会発表] 狭帯域フィルターを用いたケイ素系耐熱材料周りの放射測定2015

    • 著者名/発表者名
      舩津賢人、森岡元、戸叶和宏
    • 学会等名
      平成26年度航空宇宙空力シンポジウム
    • 発表場所
      皆生グランドホテル天水(鳥取県米子市)
    • 年月日
      2015-01-24
  • [学会発表] プラズマジェット中のケイ素系耐熱材料周りの放射測定-狭帯域フィルターを用いた温度推定-2014

    • 著者名/発表者名
      戸叶和宏、森岡元、レホアンラム、舩津賢人
    • 学会等名
      平成26年度宇宙航行の力学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2014-12-18
  • [学会発表] 狭帯域フィルターによるケイ素系耐熱材料周りの放射測定2014

    • 著者名/発表者名
      舩津賢人、森岡元、小西健太、小澤正裕
    • 学会等名
      日本機械学会第92期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス(富山県富山市)
    • 年月日
      2014-10-26
  • [学会発表] Radiation Measurements of SiC Ablations with Narrow Band-pass Filters2014

    • 著者名/発表者名
      M. Funatsu, G. Morioka, K. Konishi, and M. Ozawa
    • 学会等名
      4th Int'l Sympo. Element Innovation
    • 発表場所
      群馬大学桐生キャンパス(群馬県桐生市)
    • 年月日
      2014-10-24
  • [学会発表] 狭帯域フィルターを用いた炭化ケイ素アブレーションの放射測定2014

    • 著者名/発表者名
      森岡元、小西健太、小澤正裕、舩津賢人
    • 学会等名
      日本機械学会2014年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学東京千住キャンパス(東京都足立区)
    • 年月日
      2014-09-10

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公開日: 2016-05-27  

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