2020 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Generating Images Under Water Using Fluid Visualization Techniques

Research Project

Project/Area Number	18K11604
Research Institution	Tsukuba Gakuin University
Principal Investigator	秋廣誠筑波学院大学, 経営情報学部, 講師 (50783114)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐野司筑波学院大学, 経営情報学部, 准教授 (80406024)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	メディア表現 / 表示デバイス / 表示システム / 水素気泡法 / 流体
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、流体可視化法である水素気泡法を応用して、水中に2次元イメージを表示するシステムの開発をする。 2018年度は、水中で掃引する電極のボディ形状について検討した。本実験装置（水槽）のサイズと、そのサイズから制約される掃引速度の条件では、水の粘性により気泡シートの発生が大きく遅延したり、乱れたりすることが分かった。また同年度には、本ディスプレイの実装の考案や、実験の手法等についての考察を、口頭発表にて問うことができた。 2019年度は、上記の課題をうけて、接液電極を電極ボディから離したうえで、接液電極の材料と形状について検討し、「門型電極」を考案して実験を進めた。水中での掃引抵抗となる線径（直径）と、水中の所定の位置を保持するのに十分な線径とは、トレードオフの関係にある。加えて、線径が十分細くなければ、発生する水素気泡が成長し、気泡の浮上を促し、図像を水中に留まりにくくする要因となることが分かった。また同年度は、水素発生のタイミングを制御するソフトウェアの仕様を策定し、基本的な機能の実装を進めることができた。 2020年度は、前述の門型電極とは別に「ハープ型電極」の考案をもとに電極を試作した。ハープ型とは、複数の細線にテンションを掛けてサポート材に保持させ、強度の問題を解決するものである。ハープ型電極の水没の角度をパラメータとして複数の実験を実施して気泡を観察し、考察を加えて論文として纏め、発表した。当初の計画であった、生成像の印象要因についての検証や、生成像のアーカイビングの実施は、諸般の事情で遅れている。しかしながら、電極の主要な構成、条件の研究、ならびに、周辺のソフトウェア、電子回路の構成の目標は、概ね達成できたものと考える。
Remarks	webページは、ハープ型電極による水中生成像である。２つの実験は、電極の没入角度が異なる。