一般社団法人 日本機械学会 熱工学部門

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光学干渉法による温度境界層・濃度境界層の可視化

高校大学一般研究

Keywords

【境界層】
【干渉計】
【温度場】
【濃度場】

この動画では,流体の屈折率の温度・濃度依存性を利用して,光学干渉計による非定常温度場および濃度場の高精度可視化を行った結果を紹介する.

小型位相シフト干渉計を用いて計測した動画は,メタンハイドレートが分解するときの界面近傍の濃度場を示している.すぐに自然対流が生じるので縞模様が大きく変動する映像になるが,時間分解能の高いカメラを用いているので細かく観察することができ,冒頭0.2秒くらいまではメタンの濃度場を表すきれいな縞模様が見られた.この縞の間隔から物質輸送の様子や拡散速度を知ることができる.

次に,観察視野が200 mm程度の大型位相シフト干渉計を製作し,風洞内に設置して実験を行った.動画は,トリッピングワイヤを取り付けた円柱を一様流れの中に置き,内部から加熱したときの温度境界層を示している.速度の増加に伴い流れのはく離点が移動し,境界層の遷移をコントロールできることが示された.

この動画をダウンロードすることはできません.ただし,教育目的のために動画ファイルの提供を希望する方は,直接,本コンテンツの投稿者にお問い合わせ下さい.

投稿者情報

東北大学  小宮敦樹
メール:komiya(a)tohoku.ac.jp ※(a)を@に変えてください.

本動画の撮影においては,東北大学大学院工学研究科庄司衛太先生,博士課程学生神田雄貴君に協力いただきました.

この動画は,熱工学コンファレンス2018のOS「熱コレ2018」で発表されました.

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