2021 Fiscal Year Annual Research Report
EFD Analysis of complex flow fields by measurement of pressure distribution based on lifetime imaging
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19K04171
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
森 英男 九州大学, 工学研究院, 准教授 (70362275)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 感圧塗料 / 寿命法 / 感圧・感温複合塗料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，感圧塗料(PSP)および感温塗料(TSP)を併用する技術である重ね塗りPSP/TSP (DL-PTSP)に対し，寿命法に基づく較正法を適用することにより， PSPが有する温度感度および照射光強度分布の不均一性がもたらす誤差の低減を実現し，複雑流動場のEFD解析における有用な解析手法とすることを目的とする．本年度は主に，DL-PTSPによる圧力・温度の同時計測を通じたPSPの温度補正の精度悪化の要因となる， TSP層とPSP層との間に生じる温度差の低減のため，両者の層を隔離する中間透明層の膜厚低減を実施するとともに，この膜厚低減がもたらすPSP層とTSP層の相互作用による圧力・温度感度への影響について検証を行った．PSPとTSPの計測感度を損なわない必要最小限の中間透明層の膜厚条件として，10μm程度まで低減できることを明らかにした．なおこの際，PSP層とTSP層の非定常温度変化の時間遅れはmsオーダーに収まっている．
あわせて，将来的な非定常計測への適用を念頭に，時間応答性が高いシリカナノ粒子PSPをPSP層として適用したDL-PTSPの開発に着手した．透明性の高いポリマーベースPSPと異なり，時間応答性が高いPSPは半透明または不透明性を有するため，下層のTSPの光励起や発光を遮断する問題点がある．この遮蔽の影響が当初の想定より深刻であったため，上層のPSP，特に不透明性の原因となるシリカナノ粒子の量を低減させることで本問題を解決した．ただし現状では強度法ベースの較正法であれば十分な圧力・温度感度を有するが，寿命法の適用に必要なレベルのTSPの発光強度を得られていないため，今後さらなる改良を行う必要がある．
本研究の成果は，本年8月に開催予定の第13回流れの可視化および画像処理に関する太平洋シンポジウム (PSFVIP13) において発表予定である．
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