2021 Fiscal Year Annual Research Report
壁面せん断応力センシングを駆使した壁面摩擦力分布の高精度予測モデルの創出
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19K14899
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
市川 賀康 東京理科大学, 工学部機械工学科, 助教 (00825060)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 壁面せん断応力 / 壁面摩擦力 / 非点収差PTV / オイルフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は，前年度に検討したニューラルネットワークによる非点収差PTV(APTV)の校正に関して，より深化を行い，従来手法との比較および実際の流動計測への有効性を検討した．その結果，従来手法と比較して，小さなばらつきで粒子位置を決定できることを確認した．更に，マイクロ流路中の流速計測を行い，ポアズイユ流れの特徴である流速の放物線分布に従う速度分布が取得できていることも確認し，提案した校正手法の有効性を示すことができた．
続いて，矩形管流路を使用し，層流域から乱流域まで流速を変化させながら，流路底面に塗布した油膜内部の流動計測をAPTVによって行った．APTVによって取得した流速分布に基づき速度勾配を算出し，壁面摩擦力を取得し，更に圧力損失に基づく壁面摩擦力との比較を行った．その結果，概ね計測値が一致することを確認し，油膜の内部流動計測に基づく壁面摩擦力定量化手法の有効性を示した．
油膜の内部流動算出時，速度勾配のばらつきが生じていたが，これはAPTVによる粒子位置決定精度に起因することも確認し，ニューラルネットワークを用いた校正手法の精度改善を行えば，より正確に壁面摩擦力を求められることも示唆された．
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