2015 Fiscal Year Annual Research Report
3次元浮遊砂濃度分布計測法の開発による砕波下の浮遊砂輸送機構の解明
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26820195
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三戸部 佑太 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60700135)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 画像計測 / 浮遊砂濃度 / 3次元計測 / 水理実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き，複雑で3次元的な流れ場による浮遊砂の輸送機構の解明と目的とし，3次元的な浮遊砂濃度分布画像計測法およびその計測結果を用いた浮遊砂フラックス推定手法の開発を実施した．
はじめに浮遊砂濃度の画像計測精度を定量的に検証するため，水と比重が同じ粒子を水中に混入しその投入個数と，画像計測により取得した浮遊砂数密度の水槽全体にわたる積分値との比較を行った．その結果，カメラ撮影およびプロジェクター照明の陰となる領域に対する補正を加えた場合でも，全体の粒子個数を過小評価することが判明したため，画像中からの粒子（浮遊砂）検出手法の改良を行った．前年度に開発した手法では輝点として撮影される粒子と画像ノイズの判別に輝度の閾値を設定しており，これにより一部の粒子がノイズとして除去されていた．本年度は2次元正規分布関数との画像相関係数のピーク値として画像内の粒子を検出する手法を用いることで，正規分布の標準偏差に応じた特定の大きさの粒子のみを検出することを可能とした．これによりノイズと粒子をその空間スケールの違いにより判別することで，粒子の誤除去を減らすことができた．以上により浮遊砂濃度計測における粒子数の検出精度を改善することができた．
つぎに，改善した手法を浮遊砂のこの手法により取得した浮遊砂濃度の3次元分布をもとに浮遊砂フラックス推定を実施し，これにより矛盾なく3次元的な流れ場の結果が得られた．本研究により開発された浮遊砂濃度計測手法およびその結果を用いた浮遊砂フラックス推定手法は多様な移動床水理実験における有用なツールとなるものである．
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