複雑三次元流れ場解析用カラーPIVシステムの構築

• 研究課題/領域番号: 05555056
• 研究種目: 試験研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206)
• 研究分担者: 佐賀 徹雄 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30013220) ; 谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
• 研究期間 (年度): 1993 – 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 17,500千円 (直接経費: 17,500千円); 1994年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 1993年度: 16,300千円 (直接経費: 16,300千円)
• キーワード: 三次元計測 / 温度・速度同時計測 / カラー画像処理 / 感温液晶粒子 / コンディショナルサンプリング / ニューラルネットワーク / 濃度相関法 / 流れの可視化 / 粒子追跡法

研究概要

熱流体の温度と速度分布を計測することは,工業的には流体機器や熱機器の特性を把握する上で重要な意味をもち,工学上,この測定法を確立し測定システムを構成することが一つの重要なテーマであった.従来よりの速度と温度の計測方法では,流れ空間の温度・速度を同時にしかも広域に計測することは困難であり,新たな計測技術の開発が強く要求されていた.本研究は,このような背景のもとに実施されたものである.
感温液晶法による流れ場の温度可視化技術,Particle Imaging Velocimetryによる速度計測技術およびカラー画像処理による温度解析技術を結合させ,新たな温度・速度同時計測技術Particle Imaging Thermometry and Velocimetry(PITV)を開発した.構築した3D-PITVシステムを垂直浮力噴流の3次元温度・速度同時計測に適用し,本手法の有効性とシステムの実用性を確認した.本研究の主な成果は以下の通りである.
(1)感温液晶粒子の光学特性の定量化
(2)感温液晶粒子の温度特性の定量化
(3)カラー画像処理による温度解析手法の開発
(4)3D-PITVシステムの構築
(5)3D-PITVシステムの精度評価

研究成果

• [文献書誌] 都徳煕: "マイクロカプセル化された液晶粒子の光学的特性" 可視化情報. 13 Suppl.1. 163-164 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 小林敏雄: "底風速換気流の可視化と濃度相関法による流動解析" 可視化情報. 13 Suppl.2. 29-34 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] D. Doh: "Three Dimensional Particle-Imaging Velocimetry and Thermography" Proc. 15 Congress of IAHR, Seminar. 46-49 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] D. Doh: "A Study on Three Dimensional Particle Imaging Thermometry and Velocimetry Uning Micro-Capsulized Liquid Crystals ( PITV )" Preprints of FLOMEKO'93. 461-468 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Kobayashi: "Development of a General Purpose Full-field Velocimetry Measurement System Based on Particle-Imaging Velocimetry" Proc. ISTP-6. 9-13 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Kobayashi: "An Automatic Digital Image Processing System for Whole Field Flow Measurement" Proc. VIDEA'93. 347-361 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 伊良部邦夫: "低温領域での遠心羽根なしディフューザ内の流れ(第2報ポリュード舌部案内翼による送風機性能の改善" 日本機会学会論文集B. 60. 1302-1309 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 奥野貞之: "シャボン玉を用いた気流の3次元計測技術の開発" 自動車技術会論文集. 25. 147-152 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Oshima: "Animation of Three-Dimensional Unsteady Silicon Melt Flow in the Single Crystal Growth" Proc. 3rd. Asian Symposium on Visualization. 531-536 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Kobayashi: "Full-Field Velocity Measurment System by Digtal Image Processing-Development and Application" Proc. 3rd. Asian Symposium on Visualization. 693-698 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K. Irabu: "Velocity Measurement of Flow Around Volute Tongue of the Vaneless Radial Diffuser" Proc. 3rd. Asian Symposium on Visualization. 751-755 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] D. H. Doh: "A New Consideration for Measuring Teemperature and Velocity;Imaging Thermometry and Velocimetry" Proc. of the 3rd JSME-KSME Fluids Engineering Conference. 154-159 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K. Ozaki: "Evaporation of Liquid Particles in Two-Phase Compression Process" Proc. of the 1994 International Refrigeration Conference at Purdue. 449-454 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] D. H. Doh: "Simultaneous Spatial Measurement of Temperature and Velocity in a Thermal Fluid Flow" Proc. FLUCOME'94. 23-28 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] N. Tshuda: "Full Field Velocity Measurements in an air Flow and a Two-Phase Flow by Using a Cross-Correlation Method" Proc. FLUCOME'94. 303-307 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Kobayashi: "Flow Visualization and Image Analysis of Low Speed Air Flow of Ventilation in a Room" Proc. FLUCOME'94. 995-1000 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Kobayashi: "Quantitative Visualization of Velocity Fields in a Low Speed Air Flow by Image Processing" Proc. 2nd. International Conference on Fluid Dynamic Measurement and its Applications. 205-210 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Deong Hee Doh et al.: "Optical Characteristics of Micro-Capsulized Cholesteric Liquid crystal" Jour.of Visualization Soc.of Japan. 13 Suppl.-1. 163-164
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Toshio Kobayashi et al.: "Flow Visalizatin of low speed ventilation Flow in a Room and Flow Image Analysis by Using a Density Correlation Method" Jour.of Visualizatinon Soc.of Japan. 13 Suppl.-2. 29-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Deog Hee Doh et al.: "Three Dimensional Particle-Imaging Velocimetry and Thermography" Proc.15 Congress of IAHR,Seminar. 46-49 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Deog Hee Doh et al.: "A Study on Three Dimensional Particle Imaging Thermometry and Velocimetry Uning Micro-Capsulized Liquid Crystals (PITV)" Preprints of FLOMEKO'93. 461-468 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Toshio Kobayashi et al.: "Development of a General Purpose Full-field Velocimetry Measurement System Based on Particle-Imaging Velocimetry" Proc.ISTP-6. 9-13 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Toshio Kobayashi et al.: "An Automatic Digital Image Processing System for Whole Field Flow Measurement" Proc.VIDEA'93. 347-361 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kunio Irabu et al.: "Flows in Vaneless Radial Diffuser Operating at Low Flow Rates (2nd Rept.)" Trans.Jpn.Soc.Mech.Eng.B. 60-572. 1302-1309 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yoshiyuki Okuno et al.: "Developments of Three-Dimensional Air Flow Measuring Method Using Soap Bubbles" Trans.Soc.Automotive Engr.Japan. 25-3. 147-152 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mari Oshima et al.: "Animation of Three-Dimensional Unsteady Silicon Melt Flow in the Single Crystal Growth" Proc.3rd Asian Symp.on Visualization. 531-536 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Toshio Kobayashi et al.: "Full-Field Velocity Measurement System by Digital Image Processing Development and Application" Proc.3rd Asian Symp.on Visualization. 693-698 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kunio Irabu et al.: "Velocity Measurement of Flow around Volute Tongue of the Vaneless Radial Diffuser" Proc.3rd Asian Symp.on Visualization. 751-755 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Deog Hee Doh et al.: "A New Consideration for Measuring Teemperature and Velocity ; Imaging Thermometry and Velocimetry" Proc.of the 3rd JSME-KSME Fluids Engineering Conf.154-159 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kouichi Ozaki et al.: "Evaporation of Liquid Pariticles in Two-Phase Compression Process" Proc.of the 1994 Intn.Refrigeration Conf.at Purdue. 449-454 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Deog Hee Doh et al.: "Simultaneous Spatial Measurement of Temperature and Velocity in a Thermal Fluid Flow" Proc.FLUCOME'94. 1. 23-28 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Norihisa Tsuda et al.: "Full Field Velocity measurement in an air Flow and a Two-Phase Flow by Using a Cross-Correlation Method" Proc.FLUCOME'94. 1. 303-307 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Toshio Kobayashi et al.: "Flow Visualization and Image Analysis of Low Speed Air Flow of Ventilation in a Room" Proc.FLUCOME'94. 1. 995-1000 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Toshio Kobayashi et al.: "Quantitative Visualization of Velocity Fields in a Low Speed Air Flow by Image Processing" Proc.2nd.International Conference on Fluid Dynamic Measurement and its Applications. 205-210 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 伊良部邦夫: "低温領域での遠心羽根なしディフューザ内の流れ(第2報ポリュード舌部案内翼による送風機性能の改善" 日本機会学会論文集B. 60. 1302-1309 (1994)
• [文献書誌] 奥野貞之: "シャボン玉を用いた気流の3次元計測技術の開発" 自動車技術会論文集. 25. 147-152 (1994)
• [文献書誌] M.Oshima: "Animation of Three-Dimensional Unsteady Silicon Melt Flow in the Single Crystal Growth" Proc.3rd.Asian Symposium on Visualization. 531-536 (1994)
• [文献書誌] T.Kobayashi: "Full-Field Velocity Measurement System by Digtal Image Processing-Development and Application" Proc.3rd.Asian Symposium on Visualization. 693-698 (1994)
• [文献書誌] K.Irabu: "Velocity Measurement of Flow Around Volute Tongue of the Vaneless Radial Diffuser" Proc.3rd.Asian Symposium on Visualization. 751-755 (1994)
• [文献書誌] D.H.Doh: "A New Consideration for Measuring Teemperature and Velocity;Imaging Thermometry and Velocimetry" Proc.of the 3rd JSME-KSME Fluids Engineering Conference. 154-159 (1994)
• [文献書誌] K.Ozaki: "Evaporation of Liquid Particles in Two-Phase Compression Process" Proc.of the 1994 International Refrigeration Conference at Purdue. 449-454 (1994)
• [文献書誌] D.H.Doh: "Simultaneous Spatial Measurement of Temperature and Velocity in a Thermal Fluid Flow" Proc.FLUCOME '94. 1. 23-28 (1994)
• [文献書誌] N.Tsuda: "Full Field Velocity Measurements in an air Flow and a Two-Phase Flow by Using a Cross-Correlation Method" Proc.FLUCOME '94. 1. 303-307 (1994)
• [文献書誌] T.Kobayashi: "Flow Visualization and Image Analysis of Low Speed Air Flow of Ventilation in a Room" Proc.FLUCOME '94. 2. 995-1000 (1994)
• [文献書誌] T.Kobayashi: "Quantitative Visualization of Velocity Fields in a Low Speed Air Flow by Image Processing" Proc.2nd.International Conference on Fluid Dynamic Measurement and Its Applications. 205-210 (1994)
• [文献書誌] 小林 敏雄: 可視化情報. 13. 29-34 (1993)
• [文献書誌] 都 徳煕: "マイクロカプセル化された感温液晶粒子の光学的特性" 可視化情報. 13. 163-164 (1993)
• [文献書誌] 都 徳煕: "ディジタル画像処理による3次元温度・速度同時計測手法の開発" 機械学会通常総会講演論文集. 930-9. 13-15 (1993)
• [文献書誌] D.Doh: "Three Dimensional Particle-Imaging Velocimetry and Thermography" Proc.15 Congress of IAHR,Seminar. 46-49 (1993)
• [文献書誌] D.Doh: "A Study on Three Dimensional Particle Imaging Thermometry and Velocimetry Uning Micro-Capsulized Liquid Crystals(PITV)" Preprints of FLOMEKO'93. 461-468 (1993)
• [文献書誌] Toshio Kobayashi: "Development of a General Purpose Full-field Velocimetry Measurement System Based on Particle-Imaging Velocimetry" Prpc.ISTP-6. 9-13 (1993)
• [文献書誌] Toshio Kobayashi: "An Automatic Digital Image Processing System for Whole Field Flow Measurement" Proc.VIDEA'93. 347-361 (1993)