超音速噴流の乱流構造と発生する音響波の可視化

抄録

　超音速噴流の粒子画像速度計測（PIV）やシュリーレン可視化画像に対する解析手法を紹介し，数値解析で得られた知見に対して現状の可視化手法とデータ処理技術を通してどこまで物理現象を捉えることができるかについて，流体音響場の可視化結果を元に解説する．Single-pixel ensemble correlationによるPIV画像解析により，0.1mm程度の高空間解像度で超音速噴流の平均流速分布を計測した．また，シュリーレン画像に固有直交分解解析（POD）を適用してノイズモードを効果的に除去することで，音響波生成と相関する流体変動を定性的に抽出できる．さらに，ピーク周波数が明らかな音響波に関しては，非定常シュリーレン画像に周波数領域POD解析を適用することで音響波の空間中の伝搬パターン，音圧レベル，伝播方向の可視化が可能である．