ホログラフィックPIVによる3次元密度乱流に関する研究

• Project/Area Number: 12750148
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Fluid engineering
• Research Institution: Ibaraki National College of Technology
• Principal Investigator: 池田 耕 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (10321390)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2001: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2000: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
• Keywords: 粒子画像計測法 / 密度分布計測 / 流速計測 / ホログラフィ / 流体計測 / 可視化計測 / PIV / 光非線型

Research Abstract

本研究においては以下のことについて調査を行った。ひとつにHPIV手法をより簡易化するために従来の手法である位相共役再生ではなく、虚像を使った再生を使用した。このことにより虚像による再生を使用しても充分な精度で流速分布が得られることを示した。さらに、密度計測に関して従来の手法である干渉計を用いた計測に比べてより光学系が簡便になるスペックル法をパルス光源で実用可能であることを示した。そのことにより過去に行ったHPIVと干渉計の組み合わせによる同時計測手法とはまた別の同時計測手法の可能性を見出すことができた。
一方でholography記録材として、二種類の方法について調査を行った。1つはフォトリフラクティブ結晶を使用した。使用した結晶は一辺約5mmのものであり、このサイズでは通常の写真乾板と比べた場合にはるかに限界が低くHPIV使用にはまだ問題があることが判明した。さらに、もうひとつの可能性として熱プラスチック系の記録材の調査を行ったが、現状ではHPIV手法に使える可能性が見えたにとどまっている。
以上より本研究での結論は以下のようになる。
HPIV手法を使用した密度場乱流の計測手法の開発において、HPIV手法の簡易化を虚像再生を用いることにより達成した。密度場の計測手法としてパルス光源を用いたスペックル法の適用可能性を示した。有望なホログラフィック素材の調査を行った。