2007 Fiscal Year Annual Research Report
完全3次元温度場・速度場の時系列同時計測法の開発と乱流熱対流の組織構造研究
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19560164
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
藤澤 延行 Niigata University, 自然科学系, 教授 (20165369)
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| Keywords | 乱流 / 可視化 / 熱流体計測 / 温度 / 速度 |
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| Research Abstract |
時系列完全3次元での温度場・速度場の同時計測法は、現在の熱流体計測上、極めて新規性の高い計測手法である。本研究では、このような未知の課題に対し背景シュリーレン法と代数的再構成法を組み合わせた温度場計測法と3次元PIV法を組み合わせた新たな温度場・速度場の同時3次元計測法の提案と熱対流現象への応用を目的とする。本年度は、この温度計測法の解析アルゴリズム開発、温度計測精度についての検討、同時計測を行う際のトレーサの選定、3次元速度計測法、そして実験装置の開発を行った。得られた主な結果は、以下のとおりである。(1)円形プルームの実験結果と3次元温度計測結果は良好な一致が得られた。しかし、非円形プルームに対しては十分な一致は得られていない。(2)擬似画像を用いた温度計測精度検証結果によると、計算格子の補間が温度精度にかなり強く影響することが分かった。このため、代数的再構成プログラムの格子分割法についての検討を行った。(3)熱対流の実験装置として透明な12角形の実験装置を製作し、対流パターンの観察実験を行った。しかしながら、内筒材料と作動流体の屈折率の違いの影響が認められたことから、NaIを用いた屈折率の一致を試みたが、温度評価までは至らなかった。これは、この種の作動流体の温度と屈折率の関係を得ることが実験的に困難なためである。したがって、実験装置自体についての検討が必要である。(4)速度トレーサは、温度計測精度を低下させることが確認された。以上のように、3次元温度・速度同時計測システムならびに熱対流実験装置の製作上の成果ならびに新たな課題が明らかになった点が今年度の成果である。
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