赤外線カメラを利用した感圧塗料温度補正法の研究 : 低速流れへの適用

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風洞技術開発センター(WINTEC)では,感圧塗料(Pressure-Sensitive Paint: PSP)計測の大型実用風洞群への整備を進めている.従来の静圧孔を用いた電子式センサーによる計測では離散的なデータしか得られなかったが,PSP を用いることで模型上の面情報が得られ,衝撃波位置などの詳細流れ場の情報を可視化することができる.しかしながら,感圧塗料の発光強度は圧力依存性と同時に温度依存性を有しているため,計測精度を向上させるためには何らかの手法を用いて温度補正を施す必要がある.これまで,我々は,模型の左右片側ずつを感圧塗料と感温塗料で塗り分けすることで温度補正を行ってきた.しかし,この手法の場合,流れの左右対称性を仮定しなければならず,さらに片側の圧力場情報しか得られない短所がある.よって,横滑り角をとるような計測や半裁模型など非対称形状模型試験には適用できない.このような背景から,本研究では赤外線カメラ(IR カメラ)を用いて模型上の温度分布を計測し,その温度をPSP温度補正に利用する方法を試みた.温度依存性に起因する計測誤差は,特に圧力変化の小さい低速域で致命的な計測誤差になる.そこで,本PSP 計測システムを2m×2m 低速風洞試験に適応し,システムの有効性を評価した.その結果,従来の方法(通風直後の無風時画像を用いた計測法)よりも定量的に計測精度を向上させることができ,本システムの温度補正機能が有効であることが実証された.また,低速風洞試験における計測精度は,一様流速50m/s においてCp 換算で約0.1(0.15kPa)を達成した.

赤外線カメラを利用した感圧塗料温度補正法の研究 : 低速流れへの適用

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