2005 Fiscal Year Annual Research Report
微小空間流れにおける表面張力の作用の検討-マイクロPIVによる3次元流動計測-
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15560157
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
植村 知正 関西大学, 工学部, 教授 (70029536)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
米原 紀吉 関西大学, 工学部, 専任講師 (40067658)
山本 恭史 関西大学, 工学部, 専任講師 (90330175)
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| Keywords | マイクロ流れ / 3次元流れ / ステレオPTV / インラインホログラフィ / 単眼ステレオ / 平行投影ステレオ / 表面張力 |
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| Research Abstract |
本研究では3種類の撮影法で微小領域の3次元PIV計測を実現する技術を開発した.
第1の撮影法では2本のテレセントリックレンズで構成されるステレオ撮影光学系を用いて,被写界深度の深い平行投影画像を撮影する.第2はステレオインラインホログラフィを簡単な光学系で撮影できる方法である.第3はデフォーカス法の性能を向上させた方法である.それぞれの方法について試験的な計測を行い,それらの特性と計測精度を把握できた.
テレセントリックレンズを用いたステレオ法では,被写界深度と実用的な計測領域寸法との関係を検討した.インラインホログラフィ法では光軸方向精度を確保するために簡単な装置でステレオ光学系を構成する方法を開発した.また,先行研究があったデフォーカス法については粒子識別を容易にして高い粒子分布密度の場合にも対応できる改良を加えた.以上の研究によって微小流路内流れの3次元流速分布の計測技術を開発できた.
複数の計測技術を開発してその性能を確認できたが,微小流路内の気液界面の作用を検討するための流動実験はまだ試験段階に留まっている.本格的な実験計測は今後の課題としたい.
光学的方法は流路壁による屈折のために画像が変形する影響を排除できないことが弱点である.この問題を解決するために,放射光X線を用いて微小領域を高解像度で撮影し,3次元マイクロX線PTVを実現できる可能性を確認できた.この点については新しい課題として今後とも研究を進める予定である.
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