2015 Fiscal Year Research-status Report
屈折率調整された複雑流路を有する光触媒水浄化リアクター内のデジタルホログラム計測
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26420158
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
佐竹 信一 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (90286667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関 洋治 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (00469793)
海野 徳幸 東京理科大学, 基礎工学部, 助教 (70721356)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 水浄化 / 光触媒 / デジタルホログラム / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光触媒を担持したペブルを充填した円管内流れに高速時間分解デジタルホログラフィック計測手法の適用し内部流動を計測することを目的としている。2光軸ペブル充填流路内の３次元計測と光触媒反応バブルの同定計測を行った．ペブル内流れのDHPTVによる可視化計測を行うための流路を作成し２光軸高速時間分解デジタルホログラフィック計測手法によりぺブル内流速を得た．水と合致した屈折率を持つ素材であるメックスフロンをペブルの素材として用いることにより，作動流体に水を用いた充填層内流れの計測はすでに報告した．平成27年度は、水とメックスフロンの屈折率がほぼ等しいためペブルは水中で見かけ上透明化させ、さらに，カメラ1，カメラ2を同時に用いて観測領域の全域でトレーサ粒子のフリンジ像を観測することができた． カメラ1，カメラ2で撮影したホログラム画像をコンピュータ上で再生し，トレーサ粒子像を再構築した．このとき，8120枚の画像を平均化して作成したバックグラウンド画像を用いて背景除去処理を行った．各カメラで得られた，8120フレームの粒子座標をトラッキングして流速場を取得し重ね合わせた．カメラ1とカメラ2で，マッチングした8120枚分の粒子位置を用いてPTVを行ったところ，約9000個の総ベクトル数を得られた．カメラ1，カメラ2でから撮影される同じペブル周りの流速場を3次元計測することに成功した．また、光触媒を担持した板状でＵＶを照射し光触媒効果によるバブルをホログラム計測により定量的に確認した．
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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
ぺブル内流速の２光軸による３次元計測が完了した。ＭＥＸＦＬＯＮ球を用いたインデックスマッチング法により水中でのぺブル計測を可能としぺブル素材と水の屈折率差によるホログラム像の歪みを軽減し速度ベクトルの取得を可能とした。また２つのカメラを用いることによりぺブルの隙間に現れるベクトルも取得が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、実際の循環リアクターを考慮した系での実験を分光実験と同時に行い、時間経過による反応の進行を捉える計測を行う。同時に数値計算も行い定量的な検証も行う。
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