2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a 4D-measurement technology of wind pressure with PSP and its application to the pressure field over wind waves
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15H04050
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
竹原 幸生 近畿大学, 理工学部, 教授 (50216933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中北 和之 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (50358595)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 燐光 / 寿命計測 / 感圧塗料計測 / 高速ビデオカメラ / 波面上の圧力分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究で以下の成果が得られた．(1) 高速振動する剛体物体について多重露光Lifetime PSPによる計測を行い，マッハ数0.89の気流中の弾性翼のフラッタ発生時の圧力変動計測に成功した．(2) 正弦固定波面上の時間平均圧力場を計測できた．(3) 多数回の撮影に対して最高5,000万枚／秒で連続1，220枚撮影でき，画素内で画像信号を積算して記憶できる高速イメージセンサのテストセンサを試作した．以下これらの成果について概述する．
(1) 多重露光Lifetime (LT) PSP計測による動的剛体振動模型上の変動圧力場計測技術を発展させ，弾性振動模型での動的大変形発生時の圧力変動をターゲットに，高速度カメラと紫Laser Diodeを中核としたSingle Shot極短時間LTPSP計測システムを構築し，マッハ数0.89気流中の弾性翼のフラッタ（約100Hz振動）発生時の圧力変動計測に成功し，翼の上下動に対応した詳細な圧力変動を取得した．
(2) 波面上での4次元圧力分布の測定のために，正弦波形の底面を備える風洞模型を製作した．波面上に設置した圧力計とPSPを用いたin-situ流れを用いて固定波面上の時間平均圧力場を計測した．
(3) 開発したイメージセンサは裏面照射撮像素子で，表面側の画素中心に4個のCollection Gatesを備えている．これらに短時間間隔で順次高電圧（VH）を与えて電荷収集することで，通常のバースト型超高速度イメージセンサのさらに4倍速で撮影できる．各電荷収集ゲートには，画素内その場積算記録のために，折りたたみループ型CCDが接続している．このCCDは先端と末端が接続してループ型を成し，それぞれが305個の要素を持つ．従って繰り返し撮影で積算された1,220枚（4×305）の連続画像の画像信号を積算して画素内に記録できる．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] 100 Mfps image sensor for biological applications2018
Author(s)
T. Goji Etoh, Kazuhiro Shimonomura, Anh Quang Nguyen, Kosei Takehara, Yoshinari Kamakura, Paul Goetschalckx, Luc Haspeslagh, Piet De Moor, Vu Truong Son Dao, Hoang Dung Nguyen, Naoki Hayashi, Yo Mitsui, Hideo Inumaru
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Journal Title
Proceedings of SPIE, High-Speed Biomedical Imaging and Spectroscopy III
Volume: 10505
Pages: 10505-10506
DOI
Open Access / Int'l Joint Research
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