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低干渉光源を利用した2焦点光ファイバ流速ベクトル測定法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 09650197
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関九州工業大学

研究代表者

田中 和博  九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (80171742)

研究分担者 今井 洋  九州工業大学, 情報工学部, 助教授 (20151665)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1998年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1997年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード光応用計測 / 流体計測 / トラバース測定 / 光ファイバ / 低干渉 / スーパールミネッセントダイオード / SLD / 干渉スペクトル / レーザ
研究概要

(1) 散乱粒子信号の理論解析を行った.この理論から,流速は干渉効果による散乱粒子信号をフーリエ変換し,そのスペクトル分布の最大強度の1/eとなる半値幅△Sを求めることにより算出できること,また,このスペクトル幅△Sは散乱粒子のnumber densityに関係なく得られることが判った.
(2) 光散乱粒子として模擬生体試料(イントラリピッド10%)を用いることにより,再現性のある結果が得られた.
(3) ノイズの原因となる信号スペクトルを干渉信号スペクトルから差し引くという新たな信号処理を加えることで,干渉効果による散乱粒子信号の抽出が可能となる.
(4) 干渉スペクトル形状,プローブ光の多重散乱により後方になるほどその形状がなだらかになる傾向があることは,イントラリピッドを用いても変わらない.
(5) 流路壁面の存在の認識は,信号処理の結果から正確に求めることができる.
(6) 壁面近傍の測定可能な空間分解能は約40μmである.
(7) 流路内の各位置で測定したスペクトル幅を流速に対応させることができる.
(8) 理論とシミュレーションから,測定体積内を通過する粒子群の速度成分の違いと時間コヒーレンス関数が起因して,スペクトルが高周波数域にバイアスされる.
(9) シミュレーションと実験結果から,層流分布における測定体積内の速度勾配の影響を定量的に解析した.このことから,実験パラメータを代入すると,測定したスペクトル幅に含まれる速度成分の影響を,速度分布の影響のない理想的なスペクトル幅と比較できる関係式を明らかにした.この式を用いると,本実験装置の測定推奨パラメータを得ることができる.また.この関係を用いると層流分布における測定体積内の速度勾配の影響をなくした理想的なスペクトル幅を得ることが可能となり,一意に流速を校正することができる.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] 濱崎政之,長岡加奈子,肥後寛,田中和博: "低干渉光源を用いた光ファイバ型流動計測システムの評価" 日本機械学会九州学生会第29回卒業研究発表講演会論文集. 73-74 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長岡加奈子,田中和博,今井洋,肥後寛: "低干渉苦言を用いた流速計測法の改善" 日本機械学会,流体工学部門後講演講演論文集. No.98-15. 109-110 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaoka,K.Tanaka Y.Imai: "Velocity Distribution Measurement Using Dptical Low Coherent Source" Pro.of 4th KSME-JSME Fluids Eng.Conf.517-520 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka,K.,Imai,Y.,Nagaoka,K.: "Optical Low Coherent Interference Techniques for Velocity Distribution Measurement" Summary of Int.Conf.on Optical Technology & Image Processing in Fluid,Thermal & Combustion Flow. ABO65. 86-87 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuhiro Tanaka, Yoh Imai, Hiroshi Higo and Hiroki Tanaka: "New Measurement technique for Velocity Distribution with Optical Low-Coherent laser Source." Proc. of 5th Triennial Int. Symp. on Fluid Control, Measurement and Visualization, FLUCOME97. Vol. 1. 171-176 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kanako Nagaoka, Kazuhiro Tanaka, Yoh Imai: "Velocity Distribution Measurement Using Optical Low Coherent Source." Proc.of 4th KSME-JSME Fluids Eng.Conf.517-520 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka Kazuhiro, Imai Yoh and Nagaoka Kanako: "Optical Low Coherent Interference Techniques for Velocity Distribution Measurement." Proc.of VSJ-SPIE98 Dev. 6-9 Yokohama, Japan.AB065. 1-8 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nagaoka,K.Tanaka,Y.Imai: "Velocity Distribution Measurement Using Optical Low Coherent Source" Proc.of 4th KSME-JSME Fluids Eng.Conf.517-520 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka,K.,Imai,Y.,Nagaoka,K.: "Optical Low Coherent Interference Techniques for Velocity Distribution Measurement" Summary of Int.Cont.on Optical Technology & Image Processing in Fluid Thermal & Combustion Flow. AB065. 86-87 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 長岡加奈子,田中和博 今井洋,肥後寛: "低干渉光源を用いた流速計測法の改善" 日本機械学会,流体工学部門講演会講演論文集. No.98-15. 109-110 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 濱嶋政之,田中和博: "低干渉光源を用いた光ファイバ型流動計測システムの評価" 日本機械学会九州学生会卒研発表講演会論文集. 第29回. 73-74 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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