赤外線PIVを中核とする水域の総合画像環境計測システムの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350271
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 江藤 剛治 近畿大学, 理工学部, 教授 (20088412)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中口 譲 近畿大学, 理工学部, 助教授 (30188916) ; 梶井 宏修 近畿大学, 理工学部, 助教授 (50088481) ; 竹原 幸生 近畿大学, 理工学部, 助教授 (50216933) ; 高野 保英 近畿大学, 理工学部, 助手 (80330231)
• Keywords: 赤外線レーザー / 赤外線カメラ / PTV / ローカルリモートセンシング / 係留型気球 / 大気サンプリング

Research Abstract

本年度の研究実績は以下のとおりである。
(1)耐候性ローカルリモセン・プラットフォームの開発
耐候性係留飛行船開発のための基礎研究のために、本年度は直径50cm程度の模型の飛行船型気球を双胴船の模型に係留し,水槽内で牽引する実験を行った。
(2)画像計測とCFDの結合アルゴリズムの開発
前年度に引き続き淀川3川合流地点における有人ヘリコプターから得られた表面流れ場の画像観察結果から、3次元流れの数値計算を行った。
(3)大気サンプリングシステムの開発
高度別に飛行船型気球に搭載できるNO2および粒子状物質(水溶性蛍光物質)を捕集する装置を試作した。近畿大学キャンパス内グラウンドで、試作した捕集装置を地上0m、50m、100mの3点に取り付けて気球を上げた。サンプリングを2時間ずつ2度行った。この結果、地上50mの粒子状物質濃度が高くなった。当日は風速が小さく晴天であったので、逆転層によるダストドームが生じていたものと考えられる。このことは気球に搭載した600万画素のカメラによる撮影結果からも確認された。
(4)大気境界層計測システムの開発
気球にプロペラ式風速計を取り付ける方法を検討した。一つは気球の直下部に直接取り付け、もう一つは係留索に取り付けた。プロペラが当たって気球を傷つけたり、逆に測定が不能にならないように取り付け方法に工夫を加えた結果、正常に機能させることができた。温度・湿度センサーなどの取り付けは容易であるので、これで大気境界層の計測も可能になった。
(5)ハイパワー赤外線レーザーによる温度トレーサー実験
炭酸ガスレーザーを水面に照射する実験を行った。これを赤外線カメラで撮影すると、照射後、数秒間にわたって高温部が明瞭に持続し、トレーサーとして使えることがわかった。

Research Products

• [Publications] 江藤 剛治: "水域環境の映像計測と情報処理"映像情報メディア学会技術報告. 第27巻・39号. 17-22 (2003)
• [Publications] 奥野 訓史: "有人ヘリコプターを用いた実河川の流れ場解析技術の向上"平成15年度土木学会関西支部年次学術講演会講演概要集. II83-1-II83-2 (2003)
• [Publications] 竹原 幸生: "画像計測による風波界面での気流・水流の相互作用に関する実験的研究"海岸工学論文集. 第50巻. 96-100 (2003)
• [Publications] 大塚 直: "風波によるマイクロブレーキング現象の画像計測"海岸工学論文集. 第50巻. 86-90 (2003)
• [Publications] 梶井 宏修: "快適性をはかる-温熱-"空気調和衛生工学. Vol.78,No.1. 53-57 (2004)
• [Publications] 中口 譲: "淀川水系における窒素及びリンの分布・挙動"2003年度日本地球化学年会講演要旨集. 43-43 (2003)