| 研究課題/領域番号 |
10440119
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物理学一般
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
高木 龍司 (高木 隆司) 東京農工大学, 工学研究科, 教授 (80015065)
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| 研究分担者 |
甲田 精宏 東京農工大学, 工学部, 助教授 (60015039)
佐野 理 東京農工大学, 工学部, 教授 (80126292)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1998年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
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| キーワード | 流動層 / 粒子配置 / 可視化 / 3次元配置 / 屈折率整合 / 蛍光物質 / 3次元計測 / 非接触測定 |
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| 研究概要 |
3次元的に乱雑に配置している粒子の位置を正確に測定することは、普通はできない。なぜなら、内部の粒子を周辺の粒子が覆っているからである。もっとも、静止している粒子群については、X線CT技術などを応用すれば位置測定が可能になる。しかしながら、それは粒子が静止している場合に限られるし、CT装置の使用には財政的な困難がつきまとう。
本研究は、液体中に分散している多数の透明な球形粒子の3次元配置を可視化し、位置を計測する方法の確立を目的とする。その基本原理は、液体と粒子の屈折率を合わせ、さらに液体中に微量の蛍光物質を溶解しておき、レーザーシートを照射するというものである。すると、レーザーシート面上の液体部分だけが明るく光り、手前に他の粒子があるにも関わらずシートに垂直な方向から、粒子の配置がはっきり見える。撮影した画像を処理することにより、位置の計測も可能である。この方法の原理は非常に簡単であるが、いままで提案されていないようである。技術的な困難もないので、諸方面の応用が期待される。
平成10〜12年度を通して、粒子と液体の組み合わせについてはアクリル球とシリコンオイルが最適であること、摂氏32度あたりに温度を制御するとよいこと、市売の画像処理ソフトで充分処理できること、等を明らかにしてきた。その結果、レーザーシートを面に垂直に移動させることにより、静止した粒子群についてはかなり正確に全ての粒子の3次元位置を計測することができた。流動中の粒子については、レーザーシートを移動するあいだに位置がずれるので、誤差が生じる。しかしある程度強力なレーザーと高速度シャッターを持つビデオカメラがあれば(それほど高価ではない)、3次元位置の計測が十分可能であることが示された。
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