色層可視化画像によるエンジン内流速分布の3次元計測

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650164
• Research Institution: Miyazaki University
• Principal Investigator: 田坂 英紀 宮崎大学, 工学部, 教授 (80016485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長瀬 慶紀 都城工業高等専門学校, 助手 (90180489) ; 田島 博士 宮崎大学, 工学部, 助手 (70179688)
• Keywords: 内燃機関 / シリンダ内流れ / ガス流動計測 / 可視化 / 色層 / 電気光学効果シャッタ

Research Abstract

エンジン内のガス流動は燃焼性、熱効率、排気ガスなどと密接な関係にあることから、従来より数多くの研究が行われており、ここでは計測手法として可視化の方法をとりあげ、シリンダ内の3次元的な速度分布を求めることを目的としている。可視化による流速測定の問題点は基本的に2次元的な計測であり、本研究では深さ方向の情報が得られないことである。この問題に対して、深さ方向の位置検出を色層によって行う事を試みた。今年度はまず電気光学効果シャッタ(PLZT)の外部同期のために電気制御機構の改良を行い、方向性の検出を行うために長短2パルス法により、トレ-サの移動方向を検出方法を検討し、その有効性を確認した。次に白色光源をプリズムによって分光する典型的な手法である色層光源の改良を行い、輝度および分光特性を改善した。さらに、色層による基本原理を検定するために、基本となる直線運動モデルを作り、これによる検定結果より、原理的には3次元計測が可能であることを示した。しかし、その分解能は悪く現状では実用化の段階にはない。また、エンジン実験に入る前段階として、アクリル製透明シリンダを有する定常流モデル装置を製作し、基礎実験を行った。これを用いた実権結果の画像を色層階調で画像処理することにより、深さ方向のデ-タを得た。その結果、色層光源の光量の問題および前述の色層の判別分解能より、十分な結果は得られていないが、概略的な深さ位置については、計測可能であることが判明した。