JAXA Repository / AIREX 未来へ続く、宙(そら)への英知
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title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
Other TitleTemperature correction of Pressure-Sensitive Paint measurement using an infrared camera: Application to low-speed testing
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
Author(eng)Mitsuo, Kazunori; Kurita, Mitsuru; Nakakita, Kazuyuki; Fujii, Keisuke; Watanabe, Shigeya; Ito, Masatake
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
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.
Issue Date2007-03-30
PublisherJapan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
宇宙航空研究開発機構
Publication date2007-03-30
Languagejpn
AbstractA Pressure-Sensitive Paint (PSP) measurement system has been developed in the large-scale wind tunnels of the Wind Tunnel Technology Center (WINTEC). PSP technique provides a simple and inexpensive way to obtain overall pressure images on an aerodynamic model surface with high spatial resolution. However, the luminescent intensity of PSP depends on both pressure and temperature. Therefore, temperature correction of PSP should be conducted to increase measurement accuracy. For our present PSP system, a PSP/Temperature-Sensitive Paint (TSP) combined system is used for temperature correction. When the PSP/TSP combined system is applied, the flowfield on both right and left wings of a model should be identical. Accordingly, the system cannot acquire pressure images on a model at sideslip angles. A half-model is also inapplicable, because it is not a symmetric configuration. To solve these problems, a PSP system combined with an Infrared (IR) camera was developed. This technique could acquire pressure images without the limitations mentioned above. The PSP/IR combined system was applied to 2 m x 2 m low-speed wind tunnel for verification purposes because measurement accuracy of low-speed PSP is acutely sensitive to error due to the temperature dependence of PSP. It was found that a PSP system with an IR camera could improve measurement accuracy compared with the conventional PSP technique, verifying that this temperature correction method is a useful technique for low-speed testing.
風洞技術開発センター(WINTEC: Wind Tunnel Technology Center)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。
DescriptionJAXA Research and Development Report
宇宙航空研究開発機構研究開発報告
Keywordstemperature measurement; correction; low speed wind tunnel; wind tunnel model; temperature dependence; pressure sensitive paint; wind tunnel test; infrared camera; infrared photography; accuracy; 温度測定; 補正; 低速風洞; 風洞模型; 温度依存性; 感圧塗料; 風洞試験; 赤外線カメラ; 赤外線写真; 精度
Document TypeTechnical Report
JAXA Category研究開発報告
ISSN1349-1113
SHI-NOAA0063500000
Report NoJAXA-RR-06-028
URIhttps://repository.exst.jaxa.jp/dspace/handle/a-is/44711


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