2000 Fiscal Year Annual Research Report
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10440119
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
高木 隆司 東京農工大学, 工学研究科, 教授 (80015065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
甲田 精宏 東京農工大学, 工学部, 助教授 (60015039)
佐野 理 東京農工大学, 工学部, 教授 (80126292)
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| Keywords | 流動層 / 粒子配置 / 可視化 / 3次元配置 / 屈折率整合 |
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| Research Abstract |
本研究は、液体中に分散している多数の透明な球形粒子の3次元配置を、可視化する方法の確立を目的とする。その基本原理は、液体と粒子の屈折率を合わせ、さらに液体中に微量の蛍光物質を溶解しておき、レーザーシートを照射することによって、液体部分だけを発光させるというものである。すると、レーザーシート面上の液体部分だけが明るく光り、手前に他の粒子があるにも関わらずシートに垂直な方向から、粒子の配置がはっきり見える。
前年度までの研究から,次の条件の組み合わせが最適であることがわかっている。粒子としては、直径15mmの透明なアクリル球(屈折率=1.49)を選ぶ,液体としては2種のシリコンオイル、KF56(屈折率1.496)とKF96-50CS(屈折率1.402)を体積比12:1で混合し、それに蛍光物質(pyrromethene 580)を5.72×10^<-4>g/lほど融解した。液体の温度を摂氏32度あたりにすると,屈折率が等しくなり粒子が明瞭に可視化できる。
今年度は、レーザーシートをそれに垂直に移動させて,複数の断面像を記録し,それらから粒子の3次元的な配置を求めることを試みた.その結果,粒子が静止している場合は,個々の粒子の3次元的な位置をほぼ正確に求めることが出来た.一方,流動状態で粒子が動いている場合は,レーザーシートの移動速度,ビデオカメラのシャッター時間との比較によって,早く動いている粒子の画像はボケがともなって,測定に誤差が生じた.
しかしながら,本方法によって今まで不可能であった粒子の3次元配置層野計測が可能になることを示すことが出来た.この成果は,今後多方面に応用される可能性がある.
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[Publications] 畑田憲史: "3次元流動層における固体粒子の可視化法"日本物理学会講演概要集. 55・1. 228 (2000)
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[Publications] 高木隆司: "3次元流動層における粒子配置の新測定法"形の科学会誌. 15・2. 128-129 (2000)
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[Publications] 高木隆司: "形の科学の最新動向"計測と制御. (発表予定). (2001)
