2017 Fiscal Year Annual Research Report
Developing three-dimensional qualitative visualization method for supersonic jets flow field using rainbow schlieren computed tomography
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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 / 可視化 / 3次元密度場計測 / 超音速噴流 |
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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値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ことを目的とする．平成29年度の研究成果を要約すると以下のとおりである．
昨年度，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．よって，本年度はノズル出口が1㎜×1㎜の正方形断面を持つ先細ノズルおよびラバルノズルからの不足膨張噴流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用いて解析した．その結果，ノズルからの噴流の密度場を得ることに成功した．
また，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から得られた密度場を用いて，実験と同じ条件で行った数値シミュレーションを検証することにより，数値シミュレーションにおいても膨張波・圧力波を伴う噴流の三次元構造を詳細に得ることが可能となった．
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