レーザー誘起気泡生成時に発生する衝撃波の可視化計測

液体から気体への相変化には流体の温度と圧力が関係しています．大気圧下で温度を上昇させることで沸騰が起こることは馴染み深いと思いますが，温度変化がなくとも圧力が低下することによっても液体から気体へと相変化します．このように，液体の圧力がその温度によって決まる飽和蒸気圧より低くなると気泡が発生する現象をキャビテーションといいます．キャビテーションの影響としては主に，流体機械の性能の低下，表面壊食，振動や騒音の発生の三つがあります．以前よりこの現象のメカニズムの研究が行われてきましたが，いまだ十分に解明されているとは言えません．そこで本研究室では，レーザを水中に集光させることでエネルギ密度を焦点付近で上昇させてプラズマを生じさせ，その周囲で水が局所的に蒸発することによってキャビテーションを起こし，BOS法を用いて，発生した気泡の挙動によって生じる衝撃波の密度場や圧力場の定量的な計測を行っています．