2014 Fiscal Year Research-status Report
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25420848
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
太田 匡則 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60436342)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前野 一夫 木更津工業高等専門学校, 学校長 (30133606)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 航空宇宙工学 / 定量的密度計測 / ３次元計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，Background Oriented Schlieren (BOS)法を用いた定量的な密度計測における計測精度の向上と，Computed Tomography (CT)技術を利用した流体の密度に対する汎用的な３次元計測を実現するための新しい再構成手法の開発を目的としている．
本研究では，昨年度に引き続き，BOS法による撮影をおこなう際に用いる光学系にテレセントリック光学系を導入し，BOS法の計測精度の向上を図った．実験室規模での基礎的な検証実験を行い，共同利用施設である，宇宙科学研究所所有の超音速風洞における計測実験をおこなった．テレセントリック光学系を用いたBOS法における屈折率勾配と背景画像の移動量の関係式を求め，計測精度をカメラへ入射する主光束の直径から評価した．高速度カメラを用いて，飛翔体表面からのジェットと超音速流との干渉場における非定常現象に対するBOSによる計測も行い，超音速流中にジェットとの干渉場が形成されるまでの過程を捉えることに成功した．
新しい再構成手法の開発においては，12台のデジタルカメラを用いた多方向同時計測系を構築して，蝋燭を熱源とした自然対流現象の計測を行った．新たに開発した再構成アルゴリズムを用いて，密度分布の取得に成功した．
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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
テレセントリック光学系を用いたBOS法による検証実験ならびに計測実験を行い，その特性を明らかにできた．超音速風洞における計測実験では，超音速流と模型表面からのジェットとの干渉場における再現性のある非定常現象を計測した．これらの成果については，学術論文へ投稿済みである．
新しい再構成手法の開発では，12台のカメラを用いた多方向同時計測系を構築して計測実験を行っている．再構成の精度について，単純なモデルを用いて評価をおこなっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策としては，新しい画像処理プログラムの開発が挙げられる．高速度カメラによる撮影で得られた画像群の解析の自動化も検討しているが，様々なエラーを含んだ画像も存在するため，１枚ずつ画像解析を行う場合が多い．このため，撮影から背景画像の移動量を求めるまでの一連の画像処理方法について改善していく計画である．
新しい再構成手法の開発では，12台のカメラを用いた多方向同時撮影系において，カメラの配置について検討を進めるとともに，計測実験を行ってその有効性を実証する計画である．
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