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レーザ誘起前期解離蛍光法による超音波空気流の可視化と計測

使用激光诱导早期解离荧光方法可视化和测量超声气流

基本信息

批准号：
07650198
负责人：
新美智秀
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに,エキシマレーザー(ArF:193mm),イメージインテンシファイア及び超高感度CCDカメラを組み合わせた空気流の可視化システムを構成し,超音速自由噴流と乱流噴流に適用してその有効性を確認した.さらに,超音速自由噴流を対象として理論的に求めた蛍光強度分布が実験で得られた強度分布とよく一致することが明かとなり,理論で仮定している衝突失活及び励起状態における再配分の無視がO_2のレーザー誘起前期解離蛍光(Laser-Induced Predissociation Fluorescence;LIPF)では打倒であることを明かにした.新たにシステムに組み込んだ分光器によりO_2のLIPFスペクトルの観測が可能となり,波長固定の線幅の広いレーザーを利用した新しい温度計測法を考案した.一般にLIFを利用して温度を計測するには,蛍光強度が温度と密度に依存するため,密度の影響を取り除くか別の方法で密度を計測する必要がある.これまでに報告されている線幅の広いレーザーを利用したO_2のLIPFによる温度計測では,密度の影響を除去するために,圧力一定の流れ場に限定したり,Rayleigh散乱と組み合わせて温度が計測されているが,いずれも蛍光スペクトルに基づいていないために計測精度は十分ではない.本研究では,蛍光スペクトルの異なる2つの波長範囲の積分強度比から温度が計測できることを理論的に明かにし,温度範囲にごとに最適な2つの波長範囲を決定するとともに,積分強度比と温度の関係を求めた.高温空気にこの温度計測法を適用し,計測した蛍光スペクトルの2つの波長範囲の積分強度比から求めた温度が熱電対で計測した温度とほぼ一致することを明かにした.今後は,比較的広い範囲のスペクトルを一括して取得する方法を確立し,計測時間の短縮,温度の計測精度の向上,さらには2次元計測への拡張を計画している.

The visualization of supersonic free jet flow is confirmed by the combination of the above parameters and the ultra-high sensitivity CCD parameters. The intensity distribution of laser induced predissociation Fluorescence (LIPF) in supersonic free jet images is theoretically determined by the interaction inactivation and excitation states. A new method of temperature measurement is proposed, which is based on the new method of temperature measurement with fixed wavelength and fixed amplitude. In general, LIF is used to measure the temperature, and the intensity of light depends on the temperature and density. The temperature measurement is made by using O_2 and LIPF, and the density effect is eliminated. The flow field with constant pressure is limited, and Rayleigh scattering is combined with the temperature measurement. The measurement accuracy is very high. In this study, the relationship between the wavelength range and the integral intensity ratio of the wavelength range and the temperature is determined theoretically. The temperature measurement method for high temperature air is applicable to measure the integral intensity ratio of the wavelength range of the light source and the wavelength range of the light source. In the future, we will establish a new method for comparison, shorten the measurement time, improve the measurement accuracy, and plan the expansion of 2-D measurement.