空力騒音の低減を目指したパルスレーザー照射によるミクロな圧力波源の生成

通过脉冲激光照射产生微压力波源,旨在降低气动噪声

基本信息

  • 批准号:
    08750209
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    1996
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1996 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

流体に関する振動や騒音の能動的制御の先端的手法としてレーザー照射による波源の生成を試みた。まず、現有の高出力連続発振Nd:YAGレーザー(波長1064μm)の共振ミラー間にAO-Qスイッチを挿入し、その高周波駆動装置を新規に購入して任意の周波数でパルス発振できるように改造した。最大50kHzの周波数で最大平均出力約80Wで赤外レーザーパルスが照射可能となった。着色紙ならば集光せずともたちまち発火する程度のものである。これを金属面およびカーボン面に照射して周囲の流体への作用を計測していたところ、共振ミラーがパルスレーザーの出力に耐えきれなくなって一部破損し、平均出力が10W程度に低下した状態での実験となった。予定よりかなり微弱となったこの波源の様子を調べるために、ターゲットを真空チャンバー中に設置してレーザーを集光して照射し、加熱によって蒸発した分子を質量分析計を用いて計測することとした。再現性をよくするため、ターゲットはバルクではなくスポット状の蒸着膜とし簡易に製作可能なアルミニウムを対象とした。結果としては、周波数が高いほどレーザーのエネルギーが効率よく熱に変換されること、膜厚(25nmから200nm)によって蒸発の様子は変わらないこと等が明らかになった。また並行して実験に則した熱伝導シミュレーションを行い、アルミニウム内部の周期的な温度変化が明らかにできた。特に、同じW数でも周波数の低いほど熱への変換が少ない理由として、1パルスあたりのエネルギーが強いために衝撃波として基板へ散逸されてしまう点をモデル化して組み込むことで実験結果と良い一致が得られた。ただし本来の目的である周囲の流体への作用については特に実験面で今後も研究を続ける予定である。
The method of controlling the vibration of the fluid and the vibration of the sound is tried. In addition, the existing high output continuous vibration Nd:YAG laser (wavelength 1064μm) resonance frequency range AO-Q switch is introduced, and the high frequency vibration device is purchased under the new regulation. Max. 50kHz frequency, max. average output, approx. 80W. The color of the paper is concentrated on the surface of the paper. The metal surface is irradiated with the fluid and the resonance is measured. The output is partially damaged and the average output is about 10W. The wavelength of the light source is determined by the wavelength of the light source. Reproducibility is not easy to produce. It is easy to produce. The results show that the frequency of the film is high, the film thickness is 25nm, the film thickness is 200nm, and the frequency of the film is high. In addition, the temperature of the internal cycle of the heat conduction system changes rapidly. In particular, the number of cycles is low, the number of cycles is low, and the number of cycles is high. The original purpose of the study is to determine the future of the fluid flow.

项目成果

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