1999 Fiscal Year Annual Research Report
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
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10555062
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
菱田 公一 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40156592)
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| 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)
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| Keywords | レーザ計測 / 非接触測定 / 速度計測 / 画像処理 / PIV |
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| Research Abstract |
本研究では比較的安価で電気的な制御が簡便な半導体レーザを複数用いることにより多層のレーザシート光と複数のCCDカメラを用いて2次元速度ベクトル分布を奥行き方向の画像を同時刻に収録し、さらにステレオ法やレーザ誘起蛍光法と組み合わせることで空間3次元速度ベクトルの時系列分布と温度・濃度のスカラー場の同時計測による移動速度の算出法を提案し、熱と物質の移動が行われている場の時空間分布を時系列に測定できる実用的な計測システムの開発ならびにその評価を行うことを目的とする。本年度においては、昨年度の開発を継続し、ステレオ法による再構成アルゴリズムの確立。2方向から観測された2次元ベクトルから3次元ベクトルを再構成する手法を確立し、再構成されたベクトルの誤差の検討を実撮影およびシミュレーションの両面から行い、再構成アルゴリズムの最適化を行った。傾斜した2次元の噴流に対して、従来から用いられている2次元PIVシステムを、ステレオ法による3次元計測システムを同時に適用し、測定精度の検討を行った。並行してレーザ流速計による測定を行い、3方向の平均速度成分およびその変動成分の比較を行った。その結果、平均速度に関しては比較的良好な一致を見たが、変動成分に関しては、ステレオ法の場合、その奥行き方向成分に関して、誤差が生じていることが明らかにされた。一方、光源である半導体レーザに関しては、多層シートに対して同時刻の計測を可能にするため、波長の異なるレーザを用いるシステムの構築に着手した。本年度はこのシステムを実流動場に適用するには至らなかったが、最終年に向かい多層ステレオPIVシステムの基本的な要素の開発が行えた。
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