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首页> 外文会议>第41回流体力学講演会/航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム2009講演集 >アーク加熱風洞気流中の窒素原子に対するレーザー誘起蛍光法の適用
【24h】

アーク加熱風洞気流中の窒素原子に対するレーザー誘起蛍光法の適用

机译：激光诱导荧光法在电弧加热风洞中氮原子上的应用

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Two-photon laser induced fluorescence diagnostics system for atomic oxygen has been installed at the 750kW arc heated wind tunnel in JAXA in order to obtain velocity, translational temperature, and number density of atomic oxygen simultaneously. It was observed that the center of excitation wavelength is shifted in the shock layer. The estimated velocity had a good agreement with the calculated value. The translational temperature distribution was deduced from spectral broadening and the absolute atomic number density was obtained with a calibration technique by a reference xenon gas cell. For applying LIF to the nitrogen atom, the laser system has been revised in order to emit the lower-wavelength laser beam. As a result, about 0.5mJ laser beam at 206.7nm is obtained. For improving the absolute number density measurement, the flow reactor was constructed.%再突入機や惑星探査機は大気突入時に過酷な空力加熱に曝されるため熱防御材の開発が不可欠である.近年，大気突入カプセル（MUSES-Cや火星プローブなど）においては気層の非平衡モデルを考慮した解析が一部用いられたが，モデルに含まれる不確実性が依然大きく，地上実験施設による試験が依然重要となっている.大気突入環境を模擬する地上実験設備としてアーク加熱風洞や誘導加熱風洞などが開発されているがこれらの気流は熱化学的に非平衡であるため気流の温度や化学組成，速度等を測定することが必要となる.スペースシャトルにおいては30MJ/kg，MUSES-Cにおいては55MJ/kg以上にまで比エンタルピーが達し，この比エンタルピー領域において酸素はほぼ100%解離しているが,窒素は完全に解離していないため，アーク加熱風洞において材料試験を行う際には特に窒素原子数密度を測定することが非常に重要である.
机译：在JAXA的750kW电弧加热风洞中安装了用于原子氧的双光子激光诱导荧光诊断系统，以便同时获取原子氧的速度，平移温度和数密度。观察到激发波长的中心在冲击层中偏移。估计速度与计算值有很好的一致性。从光谱展宽推导出平移温度分布，并通过参考氙气池通过校准技术获得绝对原子序数密度。为了将LIF施加到氮原子上，对激光系统进行了修改，以发射较低波长的激光束。结果，在206.7nm处获得约0.5mJ的激光束。为了提高绝对数密度的测量，建造了流动反应器。％年，大気突入カプセル（MUSES-Cや火星プローブなど）においては気层の非平衡モデルを考虑した解析が一部用いられたが，モデルに含まれる不确実性が依然大きく，地上実験施设による试験が依然重要となっている。大気突入环境を模拟する地上実験设备としてアーク加热风洞や感应加热风洞などが开発されているがこれらの気流は热化学的に非平衡であるため気流の温度や化学组成，速度等を测定することが必要となる。スペースシャトルにおいては30MJ / kg，MUSES-Cにおいては55MJ / kg以上完全に解离していないため，アーク加热风洞において材料试験を行う际う特に窒息素原子数密度を测定することが非常に重要である。

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