光ヘテロダイン干渉法の活用による変調衝撃波の内部構造と状態量遷移過程との関係解明

利用光学外差干涉法阐明调制激波的内部结构与状态量转变过程之间的关系

• 批准号: 22K04533
• 负责人: 市原 大輔
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04533/
• 关键词: 衝撃波; 光ヘテロダイン干渉計; 光Doppler式速度測定; 衝撃波管; 光ドップラー式速度計

近年，超音速旅客機の実現に向けた動きが国内外にて活発化する中で，衝撃波の発生に起因する空力性能の低下を改善すべく，衝撃波面の変調とそれに伴う状態量(密度・圧力・エントロピーなど)変化に関する深い理解が求められている．そこで本研究では衝撃波内部における粒子間衝突を介したエネルギー散逸課程に注目する．今年度は申請者の提案する光ヘテロダイン干渉法を応用した密度場の非定常測定手法に関して、衝撃波管内に発生する平面衝撃波背後の密度場測定に取り組み本提案原理の実証実験を展開した。衝撃波管内にファイバーレーザー光を導入し平面衝撃波がレーザー光を通過する際の屈折率変化量を光Doppler式速度計で測定する。実験に先立ちレーザービーム径の空間変化をビームプロファイラで取得した。コリメートレンズを通過したレーザービームは約600nmのビーム径(1/e2)を200mmにわたって維持していることが分かった。衝撃波管は62mmx62mmの矩形流路を有していることを考えると測定領域全体にわたって一様なビーム径が期待できる。次に、実際に平面衝撃波を発生させ衝撃波通過に伴う屈折率変化量を取得した。測定には広帯域オシロスコープを用い時間分解能0.65マイクロ秒を達成している。光Doppler式速度計による見かけの速度は最大で5.0m/sであった。見かけの速度は屈折率の時間変化率に比例しおおよそ80.6s-1に対応する。さらに、Gladstone-Daleの式に基づくと密度の時間変化率350g/cm3/sが得られる。衝撃波の伝搬速度と前述のレーザービーム径とから600nmのレーザービームを横切るのに要する時間を算出し上記密度の時間変化率を積分した結果、表撃破の通過による密度増加量は約0.17kg/m3と算出される。これは衝撃波管の関係式から見積もられる密度変化量とよく一致しており本提案手法の妥当性が示された。

In recent years, supersonic passenger aircraft are becoming more and more active in passenger traffic at home and abroad, resulting in poor aerodynamic performance and improvement. The wavefront, the wave surface, the wave surface, the particles, the The method of unsteady measurement of degree field is not steady. The measurement of the density field behind the plane wave in the wave tube is based on the principle of this proposal. The laser beam in the wave tube is used to measure the refractive rate of the wave tube through the optical doppler speed meter. First of all, we need to make sure that we can get the information in the space of the train. This is the most important part of the system. This is done through the 600nm Trail (1/e2). The 200mm trail is used to maintain the distribution of the information. The rectangular flow path of the wave tube 62mmx62mm is expected to be measured in all the fields. In the second half of the year, there is a difference in the production of the wave pass in the plane with the reduction of the discount rate. It can be decomposed in time of 0.65 seconds to determine that the time spent in the measurement domain can be converted into a lifetime. The optical Doppler speed meter has a maximum speed of 5.0m/s. The speed, the discount rate, the time degradation rate, the ratio of the speed, the discount rate, the time degradation rate, the speed, the discount rate, the time reduction rate, the speed, the discount rate, the time rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time rate, the speed rate, the time rate, the time rate, the speed rate, the discount rate, the time The densification rate of 350g/cm3/s is very high in both the basic and the Gladstone-Dale models. The moving speed of the train is different from that of the previous one. The cross-cutting of the train is necessary to calculate the positive distribution results of the time conversion rate of the upper density, and the table is broken to calculate the temperature through the increase of the density in the air, which is about 0.17kg/m3. The method of this proposal is to show the appropriateness of this proposal.