レーザによる連続燃焼場のガス流動と乱れの測定に関する研究

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【◯!1】多点同時測定LDVについては、○光学系-測定領域の拡大のためレーザビーム分割にパルス幅変調、パルス位置変調位相回折格子を作製して、等強度の5ビーム、9ビームが得られた。○信号処理-1台の周波数カウンタを用い、電子走査による方法では性能向上により、1点で10μsのサンプリングが可能になり、最高7kHzの速度変動測定が可能になった。○乱流予混火炎への適用-短期空間スケールの変化を測定できることを示した。【◯!2】ビーム走査型LDVでは、周波数カウンタの信号処理時間の制限のため、約250Hzの速度変動しか測定できない。【◯!3】旋回乱流拡散火炎において、2速度成分と温度の変動量の同時測定を行い、運動量および熱の乱流輸送の直接測定を行った。旋回によって熱の逆勾配拡散が生じること、運動量の輸送が抑制されること、また、温度変動や乱れのエネルギが低減されることを示した。これらの原因について、変動量の輸送方程式の生成項の大きさを評価することにより明確にした。【◯!4】512個の光検出素子によってレイリー散乱を検出し、濃度または温度の多点同時測定を行った。乱流の非定常噴流における濃度測定に適用した。また乱流拡散火炎における温度測定に適用し、温度の瞬時分布が明らかになった。【◯!5】2焦点レーザ流速計(L2F)による乱流計測では、信号処理システムを開発し、測定可能な乱れ強さは25%であることを数値シミュレーションによって示した。【◯!6】レイリー散乱とLDVを組み合せた、温度と速度の同時測定法を確立することができた。乱流拡散火炎に適用し、予混合火炎と異なり、燃料流への空気の取りこみにより、内向き流れが誘発される確立が高いことがわかった。乱流火炎の簡単な理論では、温度と速度の相関V′T′は、温度の時間平均Tの半径方向勾配に比例するとしているが、火炎領域ではこの仮定は成立しないことが明かになった。