2016 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 / 可視化 / 超音速噴流 / 衝撃波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超音速噴流の特性を調べることは，ロケットエンジン等の航空宇宙産業，スートブロワ，転炉等の工業，不織布の繊維業および農業分野での野菜の皮むき等で重要となっている．
一般に，超音速流れの特性を理解するには流れ場のベクトル量(速度)やスカラー量(密度，温度，圧力)の情報が必要である．このような情報は衝撃波の干渉を考慮して数値計算によって得られることもあるが，数値計算の妥当性は信頼の置ける実験地との比較によってなされる．本研究では，超音速流れを非接触で三次元的に定量化するために，レインボーシュリーレン偏光法にコンピュータトモグラフィ(CT)を組み合わせた計測法を確立する．
本年度は写真撮影の回転軸の精度を上げて，軸対称の先細ノズルとラバルノズルからの不足膨張噴流に対して，ノズルを等間隔に回転させてレインボーシュリーレン写真を撮影した．レインボーシュリーレンCTの原理を適用した解析をした場合とアーベル逆変換の原理を用いて解析した場合と比較して非常によく一致し，噴流中のマッハディスクや膨張波などを含みノズル出口付近の不足膨張噴流の流れ場様子を定量的に得ることができた．回転軸の精度を上げたことにより，より小型のノズルでも空間分解能や密度値の精度を維持することが可能となった．
以上のことより，噴流中にマッハディスクや膨張波などを含む，複雑な超音速流れ場へレインボーシュリーレンCT計測を適用した場合の空間分解能や密度値の精度を得た．
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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
噴流中にマッハディスクや膨張波などを含む，複雑な超音速流れ場へレインボーシュリーレンCT計測を適用した場合の空間分解能や密度値の精度を得た．また，研究成果は国内外で学会発表や学術誌へ投稿予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
本可視化法の要である，レインボーフィルターの作成方法およびフィルターの精度が，解析後の密度測定結果に影響している可能性があることが分かった．また，レインボーフィルター検定の方法が解析後の密度測定結果を左右することが分かった．レインボーフィルターの製作・検定の安定性向上を図りたい．
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