画像処理を用いる低速気流の速度計測システムの開発に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550429
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 加賀 昭和 大阪大学, 工学部, 助教授 (90029265)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 あきら 大阪大学, 工学部, 教授 (70029742) ; 山口 克人 大阪大学, 工学部, 教授 (90029166)
• Keywords: 流れの可視化 / 画像処理 / 気流分布 / 速度計測

Research Abstract

本年度は、粒子状トレ-サを用いる気流速度の三次元計測に関して、システムの計測精度の検証およびソフトウェアの改良によるシステムの精度の向上を目的とした研究を行った。得られた成果は以下のとおりである。
1.三次元的に流動するトレ-サ粒子群を模擬した移動装置を作成して、システムにより個々の粒子の移動速度を計測し、計算速度との比較によって計測誤差を推定した。推定された誤差は、昨年度解析した三次元対応付けの際の理論上の誤差に、撮影・画像処理時の誤差が重なったものであり、実用上問題がない程度に十分小さいことが確認された。
2.透明壁体で構成される模型内部をより精度よく計測する目的で、壁体による光の屈折影響を補正する方法を考案し、システムへの組込みを行った。方法の妥当性は、別途検証実験により確認した。
3,トレ-サ沈降速度をトレ-サ粒子径と関係付けて、計測速度デ-タに沈降補正を施す手順をシステムに組込んだ。その効果は、1m立方の乱流型クリ-ンル-ム模型を用いた気流の三次元計測に適用して、補正前後の発散量を計算して比較することにより確認した。
煙粒子を用いた三次元計測に関しては、問題点が徐々に明らかになっているものの、現在まだ完成しておらず、今後の検討課題としたい。また、直接照明が照射される壁面近くでの流れは、トレ-サの可視化が困難なため、現在計測可能になっていない。流れの基礎方程式の数値解を援用するなどの別の方式を含めて検討中である。なお、本研究課題は本年が最終年度であるため、ここまでの成果をまとめて研究成果報告書を作成し、関連する研究者らに送付している。

Research Products

• [Publications] 吉川あきら: "簡易相関処理による煙可視化画像からの気流速度の三次元計測" 空気調和衛生工学会近畿支部学術研究発表会. 59-62 (1989)
• [Publications] 加賀昭和: "トレ-サ粒子追跡による気流速度の三次元計測" 機械学会関西支部定時講演会概要集. 810-811 (1989)
• [Publications] Akikazu KAGA: "Velocity Distribution Measurement through Digital Image Processing of Visualized Flow Images" Building Systems:Room Air Contaminant Distribution(Edited by L.L.Christianson;ASHRAE). 91-96 (1989)
• [Publications] 加賀昭和: "トレ-サ粒子追跡による気流速度の三次元計測" 流れの可視化. 9. 55-60 (1989)
• [Publications] 吉川あきら: "トレ-サ追跡法による気流速度の三次元計測法" 空気調和衛生工学会近畿支部学術研究発表会. (1990)
• [Publications] Akikazu KAGA: "Velocity Distribution Measurement through Digital Image Processing of Visualized Flow Images" ROOMVENT′90;International Conference in Oslo,June 13ー15.1990.