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燐光分子計測と専用特殊高速ビデオカメラによる波面の4次元圧力計測

研究課題

研究課題/領域番号 18H01548
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

竹原 幸生  近畿大学, 理工学部, 教授 (50216933)

研究分担者 江藤 剛治  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (20088412)
中北 和之  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (50358595)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード燐光 / 寿命計測 / 圧力計測 / 超高速カメラ
研究成果の概要

代表者(竹原)は海面での物質輸送の研究を行ってきた.本研究の目的はその研究の一環で,感圧塗料を用いた波面上の圧力分布の計測技術を開発することである.分担者(中北)は航空流体力学分野で感圧塗料を用いた圧力変動の計測技術の開発を進めてきた.また分担者(江藤)は超高速カメラの開発を行ってきた.異分野の研究者の協働で気流による曲面上の時空間的圧力変動の計測技術の開発を行った.旅客機の飛行速度である250m/s程度の高速風洞では時空間的変動までが計測できるようになった.風速30m/s程度の波面風洞では圧力変動が小さく,温度変化の同時計測による補正等のより高度な計測技術の開発が必要であることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

面上の気圧の変動は圧力計による点計測で行われてきた.感圧塗料の短パルス照明に対する発光の減衰時間(発光寿命)は気圧が低いほど長い.発光寿命の計測により曲面上の気圧の時空間的変動を計測する技術を,波や砂丘のような自然界連続波面の模型上の圧力変動の計測に適用するための基礎研究を行った.航空機の翼面のような亜音速流に対しては翼と周りの流れの振幅が自励的に増幅するフラッタ発生時でも圧力の時空間的変動が計測できるようになった.最大風速が30m/s程度の自然風に対しては,風による発熱と冷却が圧力の変化と同程度に発光寿命に影響することがわかった.同時計測による補正技術等のさらなる技術開発が必要である.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Development of fish spatio-temporal identifying technology using SegNet in aquaculture net cages2021

    • 著者名/発表者名
      Abe S.、Takagi T.、Torisawa S.、Abe K.、Habe H.、Iguchi N.、Takehara K.、Masuma S.、Yagi H.、Yamaguchi T.、Asaumi S.
    • 雑誌名

      Aquacultural Engineering

      巻: 93 ページ: 102146-102146

    • DOI

      10.1016/j.aquaeng.2021.102146

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Pixel Design of a Branching Ultra-Highspeed Image Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Ngo Nguyen Hoai, Shimonomura Kazuhiro, Ando Taeko, Shimura Takayoshi, Watanabe Heiji, Takehara Kohsei, Nguyen Anh Quang, Charbon Edoardo, Etoh Takeharu Goji
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 7 ページ: 2506-2506

    • DOI

      10.3390/s21072506

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Simulation Study on a Backside-Illuminated Cascade-Collection-Gate Image Sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Hoai Ngo Nguyen、Quang Nguyen Anh、Son Dao Vu Truong、Shimonomura Kazuhiro、Goji Etoh Takeharu
    • 雑誌名

      The Proceedings of IEEE International Conference on Communications and Electronics (ICCE2020)

      巻: ー ページ: 151-156

    • DOI

      10.1109/icce48956.2021.9352047

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Toward the Super Temporal Resolution Image Sensor with a Germanium Photodiode for Visible Light2020

    • 著者名/発表者名
      Ngo Nguyen Hoai, Nguyen Anh Quang, Bufler Fabian M., Kamakura Yoshinari, Mutoh Hideki, Shimura Takayoshi, Hosoi Takuji, Watanabe Heiji, Matagne Philippe, Shimonomura Kazuhiro, Takehara Kohsei, Charbon Edoardo, Etoh Takeharu Goji
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 号: 23 ページ: 6895-6895

    • DOI

      10.3390/s20236895

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 水平取水設備における水平管の吸込流速と 渦発生に関する実験的検討2020

    • 著者名/発表者名
      久末 信幸, 竹原 幸生
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 76, No. 2

    • NAID

      40022433901

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 鉛直取水設備における取水管の吸込流速と渦発生に関する実験的検討2019

    • 著者名/発表者名
      久末信幸,竹原幸生
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1

      巻: 75(2)

    • NAID

      40022085261

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1億枚/秒のマルチフレーミングセンサによる飛翔する光の撮影2019

    • 著者名/発表者名
      高野保英 , 沖中知雄 , 竹原幸生 , 中野人志 , 下ノ村和弘 , 林直樹 , 三井鷹 , 江藤剛治
    • 雑誌名

      可視化情報学会論文集

      巻: 39(9) ページ: 35-40

    • NAID

      130007698460

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-in-Flight imaging by a silicon image sensor: Toward the theoretical highest frame rate2019

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Goji Etoh, Tomoo Okinaka, Yasuhide Takano, Kohsei Takehara, Hitoshi Nakano, Kazuhiro Shimonomura, Taeko Ando, Nguyen Ngo, Yoshinari Kamakura, Dao Vu Truong Son, Anh Quang Nguyen, Edoardo Charbon, Chao Zhang, Piet De Moor, Paul Goetschalckx, Luc Haspeslagh
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 19(10) 号: 10 ページ: 1-16

    • DOI

      10.3390/s19102247

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Focusing an electron-beam array with a multi-hole permanent magnet2019

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka Kazuki、Tsuno Katsushige、Ando Taeko、Shimonomura Kazuhiro、Etoh Takeharu
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE

      巻: 11051 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1117/12.2525291

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Time-resolved polychrome Mach-Zehnder interferometry of diffracting shock waves2019

    • 著者名/発表者名
      Kleine Harald、Olivier Herbert、Etoh Goji
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE

      巻: 11051 ページ: 9-9

    • DOI

      10.1117/12.2523566

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Singular jets during the collapse of drop-impact craters2018

    • 著者名/発表者名
      Thoroddsen S. T.、Takehara K.、Nguyen H. D.、Etoh T. G.
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Mechanics

      巻: 848

    • DOI

      10.1017/jfm.2018.435

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 1億枚/秒のイメージセンサーによる光の飛翔の撮影2018

    • 著者名/発表者名
      竹原幸生、下ノ村和弘、沖中知雄、高野保英、江藤剛治
    • 雑誌名

      O plus E

      巻: 40-4 ページ: 378-378

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 究極の超高速イメージセンサー、特集:ますます高度化するイメージセンサ、O plus E2018

    • 著者名/発表者名
      江藤 剛治
    • 雑誌名

      O plus E

      巻: 460 ページ: 286-295

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水力発電所の水平取水設備における空気吸込渦の発生要因2020

    • 著者名/発表者名
      久末 信幸, 竹原 幸生
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] フラッタ発生時の非定常圧力・変形量同時計測2020

    • 著者名/発表者名
      中北和之,岩本紘樹,中島努
    • 学会等名
      第16回学際領域における分子イメージングフォーラム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A Simulation Study on a Cascasde-pipeline BSI Multi-Collection-Gate Image Sensor2019

    • 著者名/発表者名
      N. N. Ngo, A. Q. Nguyen, Y. Matsunaga, T. Ando, K. Takehara, K. Shimonomura, and T. G. Eoh
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 光の飛翔の連続撮影を超えて ~X線・赤外線超高速撮影に向けて~2019

    • 著者名/発表者名
      江藤剛治,ゴ グエン,松長誠之,安藤妙子,」下ノ村和弘
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Evolution of BSI Multi-Collection-Gate Image Sensors -From Light-in-Flight imaging to Giga-fps Continuous Imaging-2019

    • 著者名/発表者名
      T. G. Etoh, N. N. Ngo, A. Q. Nguyen, Y. Matsunaga, T. Ando, K. Takehara, and K. Shimonomura
    • 学会等名
      2019 International Image Sensor Workshop (IISW)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous unsteady aerodynamics and structural measurement for flutter phenomena using unsteady lifetime-PSP and MDM measurement2019

    • 著者名/発表者名
      K. Nakakita, K. Saitoh, H. Iwamoto, T. Nakajima
    • 学会等名
      7th Japanese-German Joint Seminar, Molecular Imaging Technology for Interdisciplinary Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非定常Single-shot Lifetime PSP計測のフラッタ現象への適用2018

    • 著者名/発表者名
      中北和之,中島努
    • 学会等名
      第50回流体力学講演会/第36回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Silicon Image Sensor Captured Flying Light with a Silicon Image Sensor; A Step toward the Ultimate-high-speed X-ray Image Sensor2018

    • 著者名/発表者名
      T. Goji Etoh
    • 学会等名
      Workshop on Ultrafast X-ray Studies on Dynamic Irreversible Processes, Institute of High Energy Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 究極の時間分解能のイメージセンサを目指して-10 nsから50 psへ-2018

    • 著者名/発表者名
      江藤 剛治、下ノ村 和弘、竹原幸生、犬丸秀夫、林直樹、三井鷹、井口昭彦、三原勉
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Capturing Flying Light with a Silicon Image Sensor- A Step toward the Temporal Resolution Limit -2018

    • 著者名/発表者名
      T. Goji Etoh
    • 学会等名
      ULITIMA2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 開口率100%の裏面照射マルチ電荷収集ゲートイメージセンサ2018

    • 著者名/発表者名
      江藤剛治、Anh Quang NGUYEN、下ノ村和弘
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 100Mfps image sensor for biological applications2018

    • 著者名/発表者名
      Takeharu Goji Etoh, Kazuhiro Shimonomura, Quang A. Nguyen, Kosei Takehara, Yoshinari Kamakura, Paul Goetschalckx, Luc Haspeslagh, Piet De Moor, Vu Truong Son Dao, Dzung H. Nguyen, Naoki Hayashi, Yo Mitsui, Hideo Inumaru
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 究極の時間分解能のイメージセンサを目指して-10 ns から 50 ps へ-2018

    • 著者名/発表者名
      江藤剛治,下ノ村和弘,竹原幸生,犬丸秀夫,林直樹,三井鷹,井口昭彦,三原勉
    • 学会等名
      映像情報メディア学会情報センシング研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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