研究内容

研究紹介

・BOS法による定量的密度計測
Background Oriented Schlieren (BOS) 法は新しい流体可視化手法であり，従来型のシュリーレン法の原理に基づいています．シュリーレン法が定性的な計測であるのに対し，BOS法では定量的な計測を，より簡易な光学系の配置によって行うことができます．
本研究室で用いるBOS法は，背景画像に縦横の色の異なる縞を配置させたカラーグリッドパターンを使用しています．この利点は，一度の撮影によって水平方向及び垂直方向の移動量を取得することが出来る点です．本研究室では，このBOS法を用いることで，種々の流体現象の可視化及び現象の究明を行っています．

・超音速風洞を用いたBOS法による定量的密度計測
気体を超音速で動かすと圧縮され, 密度が変化し光が屈折します。シュリーレン法は, そのような屈折率変化から密度構造を濃淡で観察することができる光学的手法です.しかし, 密度構造を評価するには最適な可視化手法ですが, 流れを定量的に評価・計測するという点ではBOS法に劣ります.そこで, 本研究室ではBOS（Background Oriented Schlieren）法を用いた超音速流れ場に設置した模型周りの流れの定量的密度計測を行っています．詳しく>>

・飛翔体近傍の非定常流れへの3D-BOS法の適用
流れ場の可視化手法の一つであるBOS法を用いて飛翔体回りの流れを多方向から撮影し，3D画像再構成を行うことで飛翔体回りの密度場の3次元計測を行っています．3次元計測で得られた3次元の実験データによってより精度の良い解析の実現と，飛翔体近傍の流れ場の解明を目指しています．詳しく>>

・ShockTubeを用いた衝撃波観測
衝撃波は高速で移動する物体の周りに発生し，騒音や振動の原因となるため工学的に重要視されています．特に航空宇宙分野ではソニックブームと呼ばれる衝撃波が地上に到達すると爆発音のような騒音を発生さる現象が問題となっています．これは航空機の飛行経路を制限する要因となっています．本研究では弱い衝撃波を3次元計測することを最終目標としています．そのために，無角膜式衝撃破管を用いて遷音速域の弱い衝撃波をBOS法によって計測を行っています．詳しく>>

・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
液体の静圧が下がるとき，ある圧力より低下すると気泡が発生します．この現象をキャビテーションといい，液体を作動流体とする流体機器の性能向上を阻む要因となります．流体機器設計において，キャビテーションは厄介な存在ですが，急速に膨張するキャビテーション気泡が生じさせる衝撃波を利用し，材料加工や医療分野に活用することができます．本研究室では，レーザを水中に集光させることで単一気泡を生成させ，BOS法を用いて，その挙動により生じる衝撃波の密度，圧力場の計測を行っています．詳しく>>