背景縞影技術においてカメラの光軸偏向が原因で生じる投影ずれと軸対称温度場の再構成歪み問題に対し、本論文では幾何光学モデリングに基づく光学中心補正法を提案する。従来法はカメラの光軸が流場軸線と厳密に整列していると仮定し、実際の装置調整における不可避の角度偏差を考慮していない。本研究では光軸偏向を含む精密幾何モデルを構築し、実際の投影座標と理想的なセンサー座標間の解析的マッピング関係を導出し、単一カメラ軸対称測定構成下で偏向誤差を含む屈折角を正確に算出した。アーベル逆変換とグラッドストン-デール関係を組み合わせ、屈折角から屈折率場、さらに温度場への完全な再構成を完遂した。実験システムは±6°の偏向範囲内で検証され、結果は±6°条件での再構成温度場の平均偏差が従来法の18.26 Kから-0.94 Kに低減し、精度が約1桁向上することを示した。本手法は非理想的な装置調整条件下での背景縞影技術の測定信頼性を大幅に向上させ、航空機エンジン尾噴温度場の高精度で強固な光学診断のための有効な補正手段を提供する。

背景縞影法;航空機エンジン尾噴温度場;光学中心補正;幾何光学モデル;アーベル逆変換