多層イメージングによる熱流動場の多次元複合計測法の開発研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555062
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 菱田 公一 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40156592)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 信俊 株式会社小野測器, センサ応用事業部, 課長(研究職)
• Keywords: レーザ計測 / 非接触測定 / 速度計測 / 画像処理 / PIV

Research Abstract

多層イメージングによる流動場の非接触多点計測を可能にするため、半導体レーザーの駆動,カメラとレーザー照射のタイミング管理ハードウェアの製作を行い、2層のイメージングシステムの製作を行った。本研究によって半導体レーザーが流動場のイメージングに適用しうる輝度・照射時間での駆動が可能となり、半導体レーザーの特徴である発光タイミングの任意性が多層システムの構築に有効であることが示された。
製作された計測器によって円柱後流に生ずる剥離渦を2層にて計測し、2方向成分ベクトル場を2計測面にわたって得て流動場の二次元性が失われゆく様子を捉えた。多層イメージングシステムにおいては各計測面を流体力学的に同時と見なせる時間差を以って捉えることが可能であり、高速度カメラとの組み合わせによってより多くの計測面を捉えることが可能となる。
一方で一計測面に対する3方向成分ベクトルの再構成手法としてステレオ法の較正および再構成の手法を確立し、1計測面に対する3方向成分流速の計測が可能となった。本研究ではステレオ法による流速計測の有効性が示されたと共にその性能を明らかにして、多層イメージングとの組み合わせによる多次元計測への足がかりとした。

Research Products

• [Publications] M.Abe, N.Yoshida, K.Hishida and M.Maeda: "Multilayer PIV Technique with High Power Pulse Laser Diodes" Proc.of NINTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON APPLICATIONS OF LASER TECHNIQUES TO FLUID MECHANICS. Vol.1. 6.1.1-6.1.6 (1998)
• [Publications] 安倍元幸, 前田昌信, 菱田公一: "半導体レーザーによる多層PIVシステムの開発" 熱工学講演会講演論文集. No.98-7. 243-244 (1998)