高エンタルピー気流における高感度吸収分光計測法の開発

高焓气流中高灵敏度吸收光谱分析方法的开发

• 批准号: 07J03454
• 负责人: 高柳 大樹
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J03454/
• 关键词: 高エンタルピー気流; プラズマ診断; 温度計測; レーザー吸収分光法; キャビティエンハンスト法

高エンタルピー風洞の気流診断としてはレーザー誘起蛍光法が現在、広く用いられ、気流中の回転、振動、電子励起温度が明らかにされつつある.しかし、この手法においては流れの並進温度や化学組成、つまり数密度を測定することは難しい.高エンタルピー風洞にレーザー吸収分光法を適用しようという研究もなされているが、吸収係数の大きいアルゴン、酸素流や純酸素流における測定のみで、実際の再突入環境に近い窒素、酸素流に対してレーザー吸収分光法を適用することにはまだ成功していない.そこで本件吸においては高感度のレーザー吸収分光法を確立することを目的とした.本年はまずマイクロ波放電管による低圧プラズマにキャビティエンハンスト法を適用した.ブリュースター窓と偏光制御器を用いることによって高反射ミラーを真空容器の外に置いたままで低圧プラズマに対してキャビティエンハンスト法を適用し、実効増倍率について議論した.またアーク風洞中のアルゴン気流に0.2%ドープした酸素原子に対してキャビティエンハンスト法を適用し、アルゴン原子よりも2桁程度低い積分吸収係数の酸素原子における吸収プロファイルを得た.その結果、アルゴン原子に対して行ったシングルパスレーザー吸収分光法から得られた温度分布とよく一致し、本手法が高エンタルピー気流診断に有効な手法であることを示した.高エンタルピー風洞は国内だけでもISAS/JAXAのヒューエル型アーク風洞、JUTEM,九州大学、名古屋大学のコンストリクタ型アーク風洞、ISAS/JAXA,ISTA/JAXAの分割陰極型アーク風洞、誘導加熱風洞など多く開発されている.しかしながら、これらに対して気流診断はほとんどなされていないのが現状である.本研究によって確立された手法を用いてそれらの気流を測定することが可能となった。

High temperature wind tunnel gas flow diagnosis, induction light method, current, vibration, electron excitation temperature, light detection. It is difficult to determine the temperature, chemical composition and numerical density of the fluid. The absorption spectroscopy method is applied to the study of high temperature and high temperature wind tunnel, and the absorption coefficient is large, the acid flow and pure acid flow are measured, and the absorption spectroscopy method is applied to the re-intrusion environment. The absorption spectrum of this part is highly sensitive. This year, the company will be responsible for the management of the company. The polarization controller can be used for high reflection and low pressure in the vacuum container. The absorption coefficient of the acid atom in the wind tunnel is 0.2% and the absorption coefficient of the acid atom in the wind tunnel is 2%. The results show that the absorption spectroscopy method can be used to detect the temperature distribution of the sample. ISAS/JAXA wind tunnel, JUTEM wind tunnel, Kyushu University wind tunnel, Nagoya University wind tunnel, ISAS/JAXA wind tunnel, ISTA/JAXA split cathode wind tunnel, induction heating wind tunnel, etc. It's not like I'm going to be able to see you again. This study established a method for determining the flow rate.

项目成果

キャビティエンハンスト吸収分光法によるプラズマトーチ気流診断

使用腔增强吸收光谱进行等离子炬气流诊断

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本航空宇宙学会論文集 55
• 作者: Hirota Y;Osuga Y;Nose E;Koga K;Yoshino O;Hirata T;Yano T;Tsutsumi O;Sakuma S;Muramatsu T;Taketani Y;高柳 大樹
• 通讯作者: 高柳 大樹

アーク風洞プルームのキャビティエンハンスト吸収分光法計測

电弧风洞羽流的腔体增强吸收光谱测量

• 发表时间: 2007
• 作者: 高柳;松井;落水;小紫;荒川
• 通讯作者: 荒川

Generation of highly dissociated oxygen flows using a constricted-type arc heater

使用收缩型电弧加热器产生高度离解的氧气流

• 发表时间: 2008
• 期刊: Joumal of Thermophysics and Heat Transfer 21
• 作者: 松井;池本;高柳;小紫;荒川
• 通讯作者: 荒川

High Enthalpy Flow Diagnostics by Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy

通过腔增强吸收光谱进行高焓流诊断

• 发表时间: 2007
• 作者: Tsurusawa R;Goto Y;Mitsudome A;Nakashima T;Tobimatsu S.;H.Takayanagi
• 通讯作者: H.Takayanagi