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.

到目前为止，我们已经构建了一个气流可视化系统，该系统结合了准分子激光器（ARF：193mm），图像增强器和超敏感的CCD摄像头，并将其应用于超音速无喷射和湍流喷气机以确认其有效性。此外，已经揭示了荧光强度分布在理论上是针对超音速射流确定的，它与实验中获得的强度分布非常吻合，并且该理论假设碰撞失活并忽略了激发态的碰撞，并忽略了激光诱导的O_2的激光诱导的预防性荧光。荧光; lipf）表明，掺入系统中的光谱仪可以观察O_2的LIPF光谱，并使用具有固定波长和宽线宽的激光器设计了一种新的温度测量方法。为了使用LIF测量温度，荧光强度取决于温度和密度，因此有必要通过另一种方法去除密度或测量密度的影响。在使用较大的线宽激光器的O_2的温度测量中，迄今已报道的是，温度仅限于恒定压力流场或与瑞利散射结合以去除密度的效果。由于这些都不基于荧光光谱，因此测量精度不足。在这项研究中，理论上揭示了可以从具有不同荧光光谱的两个波长范围的积分强度比测量温度，并确定积分强度比和温度之间的关系。将此温度测量方法应用于高温空气，表明从测量的荧光光谱的两个波长范围的积分强度比获得的温度与通过热电偶测量的温度大致一致。将来，建立了一种共同获得相对较宽的光谱的方法，并计划缩短测量时间，提高温度测量准确性并将其扩展到二维测量。