気体力学におけるCAVの応用

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61850033
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 藤本 哲夫 名大, 工学部, 教授 (00023028)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新美 智秀 名古屋大学, 工学部, 助手 (70164522) ; 山下 博史 名古屋大学, 工学部, 助教授 (40111835) ; 山下 新太郎 名古屋大学, 工学部, 助教授 (20023236) ; 藤田 秀臣 名古屋大学, 工学部, 教授 (10023136) ; 中村 育雄 名古屋大学, 工学部, 教授 (00023127)
• Keywords: 気体力学 / CAV / テレビカメラ / 流れの可視化 / 画像処理 / レーザ誘起けい光 / 自由噴流 / 質量分離

Research Abstract

本研究は、高感度テレビカメラと電子計算機を一体化し、流れ場を可視化した二次元画像から三次元的な流動現象の空間情報を得るシステム(CAV;Computer Aided Visualization)の開発を目的としている。本研究では、気体を真空中に噴出した際に形成される自由噴流の流れ場に本システムを適用し、その有効性を調査する。なお、流れ場の可視化には、レーザ光の照射により誘起されるけい光を用いる。現在までに、レーザ光を正確に任意の位置へ移動させるための精密なトラバース装置および上記の流れ場を形成させるための真空槽の製作が完了している。また、テレビカメラからの信号をフレームメモリを用いて積算平均し、雑音を除去するためのアルゴリズム、およびテレビカメラ信号をレーザ光の位置と対応させ、三次元情報として処理するアルゴリズムの開発も完了している。昨年度中までに、予備実験としてアルゴンの自由噴流を干渉させた場合の流れ場を、これに混入したよう素(【I_2】)のけい光を利用して可視化し、カメラによる撮影を行った。この撮影フィルムを用いて流れ場の三次元構造を解析し、複雑な衝撃波系を明らかにした。さらに、けい光の強度分布から流れ場中の任意の点の密度を定量的に計測し、理論値ともよく一致することを確認している。本年度は可視化フィルムとテレビカメラによる流れ場の構造解析に関する両結果の比較、および流れ場の任意の点におけるけい光強度の密度への依存性に関する理論値との比較を行ない、本システムの有効性を調査する。さらに、本システムが特に有効な流れ場中に物体が存在する場合について検討を行なう。これには、混合気体を真空中に噴出させ、スキマーまたは曲がり壁を用いて気体を質量分離する問題を取に扱うことを計画している。

Research Products

• [Publications] 藤本哲夫: 日本機械学会論文集. 53. 400-407 (1987)
• [Publications] 藤本哲夫: 日本機械学会論文集.
• [Publications] 河村清美: 自動車技術会論文集.
• [Publications] Hideomi Fujita: Int.J.of Engineering Science. 24-8. 1405-1418 (1986)
• [Publications] Ikuo Nakamura: Bulletin of JSME. 29-252. 1704-1709 (1986)
• [Publications] 流れの可視化学会: "流れの可視化ハンドブック" 朝倉書店, 516 (1986)