Background-Oriented Schlieren 法による渦輪の可視化

摘要

高速流体を研究するにあたり必要となる可視化法としてschlieren 法，shadowgraph 法などが一般的に知られている．これらの可視化法は密度勾配による光の屈折率の違いを利用する可視化法であるが，複雑な光学系が必要となる欠点がある．一方，Background-Oriented Schlieren(BOS)法は簡単な光学系のみで行うことのできる可視化法として提唱された．その後，いくつかの現象に応用され，屋外にてヘリコプタを用いたブレードの翼端渦の可視化や三音速風洞を用いたCone-Cylinder の可視化が報告されている．また，実験室の領域だけでなく自然領域における可視化を容易にするためにBOS 法で用いる背景画を木々の葉を代用することによって，爆発による衝撃波の伝播を可視化することも報告されている．本研究では，圧縮性流れにおける渦輪の伝播·崩壊過程の解明に向けた研究の前段階として，無隔膜衝撃波管管端から伝播する衝撃波Mach 数1.24 の渦輪をデジタルスチルカメラを用い，BOS法によって可視化計測を行った．これらの可視化結果より数値計算との検証を行い,渦輪生成の初期段階における形成·伝播様態について明らかにしている．