2009 Fiscal Year Annual Research Report
ディジタルホログラフィックPIVによる流体と構造体の3次元連成運動の計測法開発
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20860051
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
田中 洋介 Kyoto Institute of Technology, 工芸科学研究科, 助教 (80509521)
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| Keywords | 連成解析 / HDPIV / ホログラム / ホログラフィ / 粒子計測 |
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| Research Abstract |
数値流体力学(CFD : Computational Fluid Dynamics)において,複雑境界周りの流れ,3次元連成運動などの計算モデルの妥当性を検証するために,実験データとの比較が求められている。しかし,実験流体力学(EFD : Experimental Fluid Dynamics)では,3次元速度場計測がようやく可能となったところであり,計算モデルの妥当性の検証に使用できるまでには至っていない。
そこで、本研究室で開発したディジタルホログラフィックPIVを用いて,流体と構造体の3次元連成運動の計測法を開発した。まず初年度に、(1)構造体の3次元応力場計測法を開発した。本年度は、(2)複雑境界周りの3次元速度場を開発し、(1)と合わせることで,本研究の目的である(3)流体と構造体の3次元連成運動の計測法を開発した。
(1) 構造体の3次元変形計測の開発によって、動荷重や静荷重を負荷された構造体の3次元応力場計測が可能となった。従来の3次元光弾性による応力場計測は、モデルの作成や計測に高価な機材や経験を有したが、本提案手法では大幅に低減できる。また、静荷重だけでなく動加重でも3次元応力場計測が容易に行える。
(2) 複雑境界周りの3次元速度場計測法の開発によって、充填層内部流れの3次元速度場計測が可能となった。従来の2次元PIVでは、2次元断面の速度場計測は可能であったが、本計測手法により3次元速度場を得ることが可能となった。
(3) 流体と構造体の3次元連成運動の計測法の開発によって、円柱と周囲流れの3次元連成運動の計測が可能となった。複数台のカメラを用いたステレオ計測手法では、円柱周囲周りの流れ場の計測が可能であったが、限られた領域の速度場となる。さらに、円柱自体の運動を同時に3次元計測することは為されていなかった。
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