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微小空間流れにおける表面張力の作用の検討-マイクロPIVによる3次元流動計測-

研究課題

研究課題/領域番号 15560157
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
研究機関関西大学

研究代表者

植村 知正  関西大学, 工学部, 教授 (70029536)

研究分担者 米原 紀吉  関西大学, 工学部, 専任講師 (40067658)
山本 恭史  関西大学, 工学部, 専任講師 (90330175)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2005年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワードマイクロ流れ / 3次元流れ / ステレオPTV / インラインホログラフィ / 平行投影ステレオ / 単眼ステレオ / 表面張力 / 平行投影ステレオ法 / ステレオインラインホログラフィ / 3次元PTV / 3次元PIV / マイクロPIV / マイクロチャンネル流れ / 3次元速度分布 / 平行投影 / ステレオ撮影
研究概要

本研究の目的は,最初に微小流路の流れを3次元的に計測するためのPIV技術を開発し,ついで,それを用いて流路内の流動に及ぼす気液界面の影響を調べることである.
本研究開始以前の3次元マイクロPIV計測では,2次元PIVの集積として3次元空間の速度分布を計測する方法がすでに行われていたが,3次元空間の瞬時の速度分布を計測する試みはなかった.しかし,2005年後半には3次元マイクロPIVを実現できる3種類の撮影方法が提案されている.それらは1)ステレオ撮影法,2)デフォーカス法,3)デジタルインラインホログラフィ方法などである.本研究では,微小流路の流動計測に適用できる上述の3種類(数え方によっては4種類)の方法を独自に改良して実用的に使用できる技術とした.
3次元マイクロPIV計測ではステレオ撮影法は2台のカメラの相対的な位置調整(カメラパラメータの決定)が極めてデリケートで難しく,振動に対して過敏である.この問題を回避するために,較正が容易で計測精度の優れた新しい単眼撮影法を開発した.
本研究の計測対象は代表寸法が10μm〜1mm程度の流路に気液界面が存在する場合の流動現象である.本研究では十分な実験計測を行うところまで至っていないが,固体壁の直線流路とY字型流路において試験計測を行い,それぞれの撮影法で必要な計測精度を得られることを確認した.また,十字型流路において一方の流路側から交叉流路側に気泡が押し出している状態での流れ状態を試験計測している.
本研究で開発した光学的方法は流路壁による屈折の影響を回避できない,また3次元構造の流路の計測も不可能に近い.この問題を解決するために,微小領域を高解像度で撮影し,3次元マイクロX線PTVを実現できるX線PIV可能性を放射光施設を使って確認できた.この点については新しい課題として今後とも研究を進める予定である.

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (37件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] X線ホログラフィを利用したPTV計測の可能性の検討2005

    • 著者名/発表者名
      植村 知正
    • 雑誌名

      第33回可視化情報シンポジウム講演論文集 25-Suppl.1

      ページ: 203-206

    • NAID

      10016586423

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 単眼ステレオ視デジタル・インライン・ホログラフィによるマイクロPTVのための3次元粒子分布計測2005

    • 著者名/発表者名
      山本 恭史
    • 雑誌名

      第33回可視化情報シンポジウム講演論文集 25-Suppl.1

      ページ: 285-286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] インラインディジタルホログラフィによる浮遊粒子の計数の試み2005

    • 著者名/発表者名
      城憲一郎
    • 雑誌名

      可視化情報学会全国講演会論文集 25-Suppl.1

      ページ: 361-362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stereo Digital inline Holography system for micro-3D-PIV2005

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc. 16th International Symposium on Transport Phenomena ISTP16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Digital inline holography using 1-camera stereoscopic view for 3D particle measurements2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc. 6th Intl. Symposium, on Particle Image Velocimetry PIV05

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Behaviors of droplets generated by bubbles in the vicinity of liquid-liquid interface2005

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc. 5th Pacific Sym. on Flow Visualization and Image Processing PSFVIP5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ズームレンズを用いた単眼ステレオ視ディジタル・インライン・ホログラフィによるマイクロ3D-PTVの試み2005

    • 著者名/発表者名
      山本恭史
    • 雑誌名

      可視化情報学会全国講演会論文集 25-Suppl.2

      ページ: 201-202

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 放射光X線を利用したPIV用画像撮影 -混相流への適用を目指して-2005

    • 著者名/発表者名
      植村知正
    • 雑誌名

      可視化情報学会全国講演会論文集 25-Suppl.2

      ページ: 205-208

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 回折格子を利用したステレオ撮影法の検討2005

    • 著者名/発表者名
      城憲一郎
    • 雑誌名

      可視化情報学会全国講演会論文集 25-Suppl.2

      ページ: 232-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feasibility Study for PIV Measurement Using X-ray Inline Holography2005

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura
    • 雑誌名

      Spring-8 User Experiment Report (2005A) No.15

      ページ: 122-122

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synchrotron Radiation, X-ray Imaging, holography, Particle Image Velocimetry. (In Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, Y.Yamamoto, S.Nishio, S.Murata, K.Uesugi, M.Iguchi
    • 雑誌名

      Proc.Visualization Sym. Vol.25 Suppl.1

      ページ: 203-206

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 3-D measurement of particle distribution by digital in-line holography in 1-camera stereoscopic view for micro-PTV. (In Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, K.Joe, N.Yonehara, T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc.Visualization Sym. Vol.25 Suppl.1

      ページ: 285-286

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of in-line digital holography to particle counting in 3D space. (In Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      K.Joe, Y.Yamamoto, N.Yonehara, T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc.Visualization Sym. Vol.25 Suppl.1

      ページ: 361-362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Stereo Digital inline Holography system for micro-3D-PIV2005

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, Y.Yamamoto
    • 雑誌名

      Proc.16th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-16)(Prague) paper No.182

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Digital inline holography using 1-camera stereoscopic view for 3D particle measurements2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, K.Joe, N.Yonehara, T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc.6th Intl.Sym, on Particle Image Velocimetry (PIV05) (Pasadena) No.P134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Behaviors of droplets generated by bubbles in the vicinity of liquid-liquid interface2005

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, N.Yonehara, Y.Yamamoto, M.Iguchi
    • 雑誌名

      Proc.5th Pacific Sym. on Flow Visualization and Image Processing (PSFVIP5) (Australia) paper 2-3(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Micro 3-D PTV by digital in-line holography in 1-camera stereoscopic view with zoom lens. (In Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Yamamoto, K.Joe, N.Yonehara, T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc.Visualization Sym. (Niigata) Vol.25 Suppl.2

      ページ: 201-202

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] PIV Imaging for Multiphase Flow Measurement Utilizing Synchrotron Radiation X-ray. (In Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, Y.Yamamoto, S.Nishio, S.Murata, K.Uesugi
    • 雑誌名

      Proc.Visualization Sym. (Niigata) Vol.25 Suppl.2

      ページ: 205-208

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Utilization of transmission type diffraction gratings for easy alignment of stereo arrangement. (In Japanese)2005

    • 著者名/発表者名
      K.Joe, T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc.Visualization Sym. Vol.25 Suppl.2

      ページ: 232-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feasibility Study for PIV Measurement Using X-ray Inline Holography2005

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, Y.Yamamoto, S.Murata, S.Nishio, M.Iguchi, K.Uesugi
    • 雑誌名

      Spring-8 User Experiment Report No.15(2005A)

      ページ: 122-122

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 単眼ステレオ視ディジタル・インライン・ホログラフィによるマイクロPTVのための3次元粒子分布計測2005

    • 著者名/発表者名
      山本 恭史
    • 雑誌名

      第33回可視化情報シンポジウム講演論文集 25-Suppl.1

      ページ: 285-286

    • NAID

      10016586581

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] インラインディジタルホログラフィによる浮遊粒子の計数の試み2005

    • 著者名/発表者名
      城憲一郎
    • 雑誌名

      第33回可視化情報シンポジウム講演論文集 25-Suppl.1

      ページ: 361-362

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ズームレンズを用いた単眼ステレオ視ディジタル・インライン・ホログラフィによるマイクロ3D-PTVの試み2005

    • 著者名/発表者名
      山本 恭史
    • 雑誌名

      可視化情報学会全国講演会論文集 25-Suppl.2

      ページ: 201-202

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 放射光X線を利用したPIV用画像撮影 -混相流への適用を目指して-2005

    • 著者名/発表者名
      植村 知正
    • 雑誌名

      可視化情報学会全国講演会論文集 25-Suppl.2

      ページ: 205-208

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Study on three-dimensional measurement techniques for micto-PIV2004

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc. 15th International symposium on Transport Phenomena ISTP-15

      ページ: 635-638

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 一部気体壁をもつ微小流路内流れの3DマイクロPTV計測2004

    • 著者名/発表者名
      米原紀吉
    • 雑誌名

      第32回可視化情報シンポジウム講演論文集 24-Suppl.1

      ページ: 37-38

    • NAID

      10013272719

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] マイクロ3次元PTVのための平行投影画像に基づくステレオ位置計測法の検討2004

    • 著者名/発表者名
      城憲一郎
    • 雑誌名

      第32回可視化情報シンポジウム講演論文集 24-Suppl.1

      ページ: 189-190

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Study on three-dimensional measurement techniques for micro-PIV.2004

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura, Y.Yamamoto, N.Yonehara
    • 雑誌名

      Proc.15th International Symposium on Transport Phenomena (ISTP-15)(Bangkok)

      ページ: 635-638

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of Flow in Micro Channel with partial Gas Wall. (In Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      N.Yonehara, Y.Yamamoto, T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc. Visualization Sym. Vol.24, Suppl.1

      ページ: 37-38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of stereoscopic measurement method based on parallel projection pictures for 3D-micro-PTV (In Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      K.Joe, Y.Yamamoto, N.Yonehara, T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc.Visualization Sym. vol.24 Suppl.1

      ページ: 189-190

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 時空間微分法を用いたPIVサブピクセル解析における空間勾配の差分近似について2004

    • 著者名/発表者名
      山本恭史
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編 vol.70-695

      ページ: 1703-1710

    • NAID

      110004999518

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Study on three-dimensional measurement techniques for micro-PIV2004

    • 著者名/発表者名
      T.Uemura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Fifteenth International Symposium on Transport Phenomena vol.15

      ページ: 635-638

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 一部気体壁をもつ微小流路内流れの3DマイクロPTV計測2004

    • 著者名/発表者名
      米原紀吉
    • 雑誌名

      可視化情報 vol.24, Suppl.1

      ページ: 37-38

    • NAID

      10013272719

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] マイクロ3次元PTVのための平行投影画像に基づくステレオ位置計測法の検討2004

    • 著者名/発表者名
      城憲一郎
    • 雑誌名

      可視化情報 vol.24, Suppl.1

      ページ: 189-190

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 油水境界面を貫通する気泡による微小水滴の生成過程の可視化2004

    • 著者名/発表者名
      植村知正
    • 雑誌名

      日本機械学会年次講演論文集(2) No.04-1

      ページ: 241-242

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 微小流路内のステレオ3次元マイクロPTV計測2003

    • 著者名/発表者名
      米原紀吉
    • 雑誌名

      第31回可視化情報シンポジウム講演論文集 23-Suppl.1

      ページ: 295-296

    • NAID

      10012625332

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Velocity Measurement by Stereoscopic Micro-PTV Technique Using Telecentric Lenses. (In Japanese)2003

    • 著者名/発表者名
      N.Yonehara, Y.Yamamoto, T.Uemura
    • 雑誌名

      Proc.Visualization Sym. Vol.23, Suppl.1

      ページ: 295-296

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomomasa Uemura: "Study on three dimensional measurement techniques for micro-PIV"proc.of Intl.Symp.on Transport Phenomena. No.15 (Not fixed)(CD). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 米原紀吉ほか: "微小流路内のステレオ3次元マイクロPTV計測"可視化情報. Vol.23 Suppl.1. 295-296 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 徳田聡, 山本恭史ほか: "運動計測によるバクテリアの環境への応答の迅速評価法"可視化情報. Vol.23 Suppl.1. 451-452 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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