時空間画像相関法に基づく流れ場の3次元速度ベクトル分布計測に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650352
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 木村 一郎 神戸大学, 工学部, 助教授 (60031134)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 義治 神戸大学, 工学部, 教務職員 (90174648) ; 田所 諭 神戸大学, 工学部, 助手 (40171730) ; 高森 年 神戸大学, 工学部, 教授 (10031098)
• Keywords: 3次元速度ベクトル / 流れの可視化 / 画像処理 / 時空間相関

Research Abstract

平成4年度は本システムを3次元流れに適用し、本手法の有効性を以下の順序で検討した。
1)3次元流れ場の製作: 本システムを適用する3次元流れとしては、空間的に速度変化が大きく,また逆流をもつ平板の後流を対象とし、可視化実験装置を製作した。
2)過誤ベクトル低減化処理: 複雑な3次元流れ場を対象とする場合、時間的および空間的に相関計算領域が拡大し、結果として過誤のベクトルが増大するという問題点が生じるため、可視化手方(トレーサ粒子密度、スリット間距離、カラースリット)の再検討ならびに画像情報欠落領域の補正を行った。
3)過誤ベクトル補正処理: ホップフィールド・ニューラルネットワークによる過誤ベクトル判定法に基づく過誤ベクトル補正アルゴリズムを構築した。
4)3次元速度ベクトル分布の獲得: 1)の可視化実験装置で得られた可視化画像から、3)に基づく手法により3次元速度ベクトル分布を求めた。
5)計測システムの評価: アメリカ規格協会・アメリカ機械学会性能試験規約PTC19.1に基づく計測の不確かさ解析により、本3次元速度ベクトル画像計測システムの有効性を検討した。
以上の結果、ニューラルネットワークによる過誤ベクトル処理アルゴリズムを付加した時空間相関法に基づく3次元速度ベクトル分布計測システムが、過誤ベクトルの分布比率が高い場合にも有用であり、逆流も含むような複雑な流れにおいても有効であることを実証した。

Research Products

• [Publications] 木村 一郎: "時空間相関法に基づく流れ場の3次元速度ベクトル計測" 計測自動制御学会論文集. 27. 497-502 (1991)
• [Publications] Ichiro Kimura: "Measurement of Fhree-Dimensional Velocity Vectors in a Flow Field Based on Spatio-Temporal Image Correlation" ASME Flucome'91,Book No.I 00315. 609-615 (1991)