JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
63916000.pdf1.65 MB
title複合PSP計測システムの研究開発
Other TitleResearch and development of bi-luminophore PSP measurement systems
Author(jpn)満尾 和徳; 栗田 充; 中北 和之; 藤井 啓介; 渡辺 重哉; 伊藤 正剛; 片桐 真也; 和田 雄二
Author(eng)Mitsuo, Kazunori; Kurita, Mitsuru; Nakakita, Kazuyuki; Fujii, Keisuke; Watanabe, Shigeya; Ito, Masatake; Katagiri, Shinya; Wada, Yuji
Author Affiliation(jpn)宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; 宇宙航空研究開発機構 総合技術研究本部 風洞技術開発センター; IHIエアロスペース・エンジニアリング; 大阪大学 大学院工学研究科; 東京工業大学 大学院理工学研究科
Author Affiliation(eng)Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Aerospace Technology; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Aerospace Technology; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Aerospace Technology; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Aerospace Technology; Japan Aerospace Exploration Agency Wind Tunnel Technology Center, Institute of Aerospace Technology; IHI Aerospace Engineering Co. Ltd.; Osaka University Graduate School of Engineering; Tokyo Institute of Technology Graduate School of Science and Engineering
Issue Date2008-02-29
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
宇宙航空研究開発機構
Publication date2008-02-29
Languagejpn
AbstractPressure-Sensitive Paint (PSP) system is a useful measurement tool for acquiring overall pressure images on an aerodynamic model. However, the luminescent intensity of PSP depends on both pressure and temperature. Thereby, Bi-luminophore PSP (bi-PSP) has been developed in order to correct the error due to temperature dependence of the PSP. The bi-PSP contained pressure- and temperature-sensitive dye. Tetranuclear europium (III) complexes and PdTFPP were used as temperature- and pressure-sensitive dye, respectively. The Eu complex was developed as a temperature sensor of the bi-PSP in cooperation with Osaka University. The luminescence intensity of the Eu complex was highly sensitive to temperature and insensitive to pressure. The bi-PSP was examined using a painted coupon and its characteristics were clarified. As a verification test, pressure distributions on a SuperSonic Transport (SST) model at low-speed flow were acquired by the bi-PSP measurement system. The root-mean-square difference of C(sub P) between PSP and tap data at 50 m/s was approximately 0.1 (150 Pa) at flow speed of 50 m/s, indicating that this bi-PSP system can accurately measure pressure as an IR (InfraRed) camera combined PSP system. Furthermore, this bi-PSP system was more convenient rather than an IR combined PSP system for practical use.
JAXA総合技術研究本部(Institute of Aerospace Technology: IAT)風洞技術開発センター(Wind Tunnel Technology Center: WINTEC)では、感圧塗料(Pressure-Sensitive Paint: PSP)を利用した表面圧力場計測技術の研究開発を行なっている。PSP計測は従来の電子式センサーによる計測と比較して、安価で手軽に風洞模型全面の圧力場を可視化することができる利点がある。しかし、PSPの発光強度は圧力だけではなく温度にも依存するため、計測精度を高めるためにはPSP温度補正が不可欠である。過去の実験において、IR(InfraRed)カメラを利用した温度補正により計測精度を改善することに成功している。しかし、赤外線(IR)カメラ計測では、周辺温度の写りこみや、マーカーが検出できないなどの問題があり、さらに2種類の異なる計測システムを操作する煩雑さがあるため実用計測システムには不向きである。そこで、上記したIRカメラ併用システムの問題を解消する計測システムとして、PSPに感温色素を混合した複合感圧塗料(複合PSP)の研究を開始した。複合PSPに使用する感温色素は、大阪大学と共同開発をした。複合PSPシステムの技術実証として、JAXA2m×2m低速風洞試験に適用し、複合PSP計測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。一様流速U(sub ∞)=50m/sにおいて計測精度は約150Paを達成した。また、複合PSPシステムの利点として、IRカメラを併用するシステムよりも使い勝手が良く、実用システムとして有望であることが確認できた。
DescriptionJAXA Research and Development Report
宇宙航空研究開発機構研究開発報告
Keywordspressure sensitive paint; wind tunnel test; wind tunnel model; pressure distribution; pressure measurement; temperature dependence; pressure dependence; emission spectrum; low speed wind tunnel; supersonic transport; bi-luminophore paint; 感圧塗料; 風洞試験; 風洞模型; 圧力分布; 圧力測定; 温度依存性; 圧力依存性; 発光スペクトル; 低速風洞; 超音速輸送機; 複発光団塗料
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
ISSN1349-1113
SHI-NOAA0063916000
Report NoJAXA-RR-07-023
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/30092


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