フェムト秒レーザを用いた空気流れの速度・密度計測

• Published in: 可視化情報学会誌 Vol. 44; no. 170; pp. 18 - 22
• Main Authors: 半田, 太郎, 小池, 俊輔, 杉岡, 洋介
• Format: Journal Article
• Language: Japanese
• Published: 社団法人 可視化情報学会 2024
• ISSN: 0916-4731; 1884-037X
• DOI: 10.3154/jvs.44.170_18

本稿では，フェムト秒レーザを窒素分子に対して集光して得られる発光を，流体計測のタグとして使用するFemtosecond Laser Electronic Excitation Tagging (FLEET)を紹介する．FLEETは，空気中の窒素分子を利用することから，レーザ系と撮像系のみで流れ場の情報を取得できる．渦の中心や物体の後流，膨張波や衝撃波などによる加減速の大きい流れ場等，これまでParticle Image Velocimetry (PIV)が苦手としてきた流れ場を良好に計測できる．本稿では，まず，FLEETにおける窒素分子の発光の概略を説明する．次に，FLEETによる速度計測例として，不足膨張噴流及び大型超音速風洞での一様流計測の結果を紹介する．最後に，FLEETの発光寿命を用いた密度計測法について，その原理と不足膨張噴流に対する計測例を紹介する．