2021 Fiscal Year Research-status Report
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21K14257
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
新井田 靖郎 一般財団法人電力中央研究所, サステナブルシステム研究本部, 主任研究員 (10817703)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 砕波 / 気泡 / 流体画像計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
砕波に伴う水面下への気泡混入は大気海洋間の気体輸送，熱輸送，エアロゾル生成量を左右するため，その影響は気候変動などのグローバルな問題からローカルな水環境評価にまで波及し，その実態解明は界面水理学が明らかにすべき重要な課題となっている．本研究では，申請者が開発した気液2相流のための画像計測手法によって流体力学的な界面の不安定性を経由した砕波時の気泡混入メカニズムを解明する．流体中に混入したトレーサー粒子を複数のカメラによって3次元的に追跡する画像解析手法は，水面と乱流の相互作用解明の強力なツールとなるが，粒子数が増えると追跡が難しくなる課題があり，従来，高精度での計測は難しかった．本年度は，画像解析プログラムの改良をさらに進め，高精度で粒子の3次元軌道を追跡できるようにアップデートを行った．今後粒子の追跡結果から3次元流速分布を求めることで，乱流の微細な構造を正確に捉えられることが期待される．また本年度は，海域の環境場の計測方法としてのＵＡＶ（無人航空機）を用いた画像解析手法についても改良を行い，その結果について発表を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度予定していた高速度カメラの購入は世界的な半導体不足により実施できなかったが，次年度以降には購入の目途がついており，3次元画像解析手法についても実験に適用できる段階に達したため，おおむね順調に進展しているとした．
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| Strategy for Future Research Activity |
高速度カメラを購入し3次元画像解析による水面近傍の乱流計測実験を行う．本年度は高精度で粒子の3次元軌道を追跡できるようにアップデートを行ったため，粒子の追跡結果から3次元流速分布を求めることで，乱流の微細な構造を正確に捉えられることが期待される．
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| Causes of Carryover |
今年度は予算の大部分を高速度カメラの調達に使用する予定であった．実際に調達依頼を出し，サプライヤまで決まって購入をしようとはしていたものの，世界的な半導体不足という外的要因によって年度内調達ができなかった．その他の経費については，優先順位の高い高速カメラの価格の高騰も予想されたため念のため保留していたこととコロナ禍により出張予定先との調整が困難であったので，予算執行ができなかった．
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