気・液界面の３次元リアルタイム計測法に関する基礎的研究

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23360395
• Research Institution: National Maritime Research Institute
• Principal Investigator: 星野 邦弘 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (40399514)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池本 義範 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (80358407) ; 牧野 雅彦 独立行政法人海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (90415795)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: 気・液界面 / 超音波 / 面的波浪場計測 / 球面音波 / トランスデューサアレイ

Research Abstract

海の波は様々な方向からの不規則的な波が重なり合った複雑な現象であり、試験水槽においてもこのような多方向不規則波を多分割された造波装置をコンピュータで制御・運転することで再現することができる。一方、試験水槽内に起こした多方向不規則波を3次元波面として計測する技術は未だ確立していない。本研究の目的は試験水槽内に発生させた多方向不規則波を精度良くリアルタイムに計測する技術を開発することを目的としている。
本年度は、平成24年度に大略完成した球面音波発生装置と超音波計測素子および高速A/D変換装置からなる計測システムを使って水槽試験を実施した。実験に際してより効率的に球面音波を発生させるため装置の改造を実施した（素子数20個）。また、受波部についても合わせて16個の受波素子アレイの組み合わせに変更した。これらの装置は3次元プリンターを用いて製作し、球面音波の水槽内分布の計測を行った。
最終的に、球面音波生成システムと同期して超音波反射データを取得する高速同時サンプリング（25MHz×16ch）データ収録システムを完成させ、暗騒音等に対するノイズ対策を確実に行ない球面音波生成から計測までの一連のシステムを完成させた。試験水槽で実際に計測したデータは、多数の反射点からの反射波が積分された形で計測され、これを分離し、それぞれの反射点位置を同定し3次元波面を再構成する必要がある、水槽試験計測データを用いて3次元波面の再構成を試みた。計測データの分離・同定の部分と空間的なデータ計測点数に問題が残り、3次元波面のリアルタイム計測の実現には至らなかった。本研究で開発した計測システムと解析アルゴリズムを用いて引き続き研究を進め実用化を目指す。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。