2015 Fiscal Year Research-status Report
レインボーシュリーレンＣＴによる超音速噴流流れ場の三次元定量的可視化法の開発
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15K05805
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
仲尾 晋一郎 北九州市立大学, 国際環境工学部, 准教授 (40331029)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | レインボーシュリーレン / CT計測 / 密度場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，軸対称の先細ノズルとラバルノズルからのマッハディスクを伴う不足膨張噴流に対して，アーベル逆変換の原理を用いて密度場を得た場合と，ノズルを等間隔に回転させて撮影したレインボーシュリーレン写真からCTの原理を適用した解析した場合の密度場を求め，両者の密度場を比較した．その結果，シュリーレンCT による密度の計測値はアーベル逆変換や数値計算によって得られる密度値と定量的に良く一致することが分かった．
同じ条件で，軸対称超音速マイクロノズルからの噴流に対して,レインボーシュリーレン法による計測とRANS 方程式による数値計算及び微少変動理論による解析を行った．その結果，ノズルの中心軸を含む噴流断面の等密度線図は,数値計算によって算出されたものとほぼ一致することがわかった.また,理論解析による噴流中心軸上の密度値はノズル出口直後では実験値とほぼ一致しているものの,下流にいくにつれて実験との差が開くことが分かった.
以上の結果および過去の実験結果を比較し，レインボーシュリーレンCT計測による密度値の精度や空間分解能に関する知見を得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
軸対称の先細ノズルとラバルノズルからのマッハディスクを伴う不足膨張噴流に対して妥当な密度場の値が得られ，レインボーシュリーレンCT計測による密度値の精度や空間分解能に関する知見を得た．
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| Strategy for Future Research Activity |
より小形ノズルへの適用も想定しているが，小形ノズルの予備試験において，測定時におけるノズル回転時の軸のブレが，CTの原理に基づいて解析した場合の密度測定結果に影響していることが分かった．また，ノズル出口における光源の反射も出口近傍の測定結果に影響することも分かったので，その2点の対策を行いたい．
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[Journal Article] Three-dimensional rainbow schlieren measurements in underexpanded sonic jets from axisymmetric convergent nozzles2016
Author(s)
Takano, H., Kamikihara, D., Ono, D., Nakao, S., Yamamoto, H., and Miyazato, Y.
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Journal Title
Journal of Thermal Science
Volume: Vol. 25, No. 1
Pages: 78-83
DOI
Peer Reviewed
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