| 研究課題/領域番号 |
19K04170
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
田中 洋介 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (80509521)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 位相回復ホログラフィ / 微粒子計測 / 2波長位相回復ホログラフィ / GPU / 微生物観測 / 位相回復ホログラフィモジュール / 並列計算 / 位相反転 / 記録位置シフト / 2波長 / 3次元速度 / 屈折率変化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
相転移する微粒子の屈折率変化と3次元速度の同時計測は幅広い現象（気泡溶解、微粉燃焼、雪片融解、液滴凍結）理解に重要である。この相転移は屈折率変化を伴うため、シュリーレン法やBOS法で観測がおこなわれてきた。しかし、奥行き情報がないため3次元速度を得ることができない。また、トモグラフィック粒子画像流速測定法で速度場計測は可能だが、粒子撮影で屈折率変化してはいけない。一方で、申請者が開発した1波長位相回復ホログラフィは同時計測可能だが、短い波長λが原因で、小さな屈折率変化や、低い奥行き位置精度になり、その計測範囲は限定的であった。そこで、本研究では波長を長くすることでこの問題を解決する。
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| 研究成果の概要 |
相転移する微粒子の屈折率変化と3次元速度の同時計測は幅広い現象（気泡溶解、微粉燃焼、雪片融解、液滴凍結）理解に重要である。この相転移は屈折率変化を伴うため、シュリーレン法やBOS法で観測がおこなわれてきた。しかし、奥行き情報がないため3次元速度を得ることができない。また、トモグラフィック粒子画像流速測定法で速度場計測は可能だが、粒子撮影で屈折率変化してはいけない。一方で、申請者が開発した1波長位相回復ホログラフィは同時計測可能だが、短い波長が原因で、小さな屈折率変化や、低い奥行き位置精度になり、その計測範囲は限定的であった。そこで、本研究では波長を長くすることでこの問題を解決する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究成果は大きく3つにわけることが出来る。1つ目は2波長位相回復ホログラフィ実施に必要なGPUを用いた高速画像処理の確立である。数十分単位の処理が数秒まで短縮されて本手法のボトルネックが解消された。2つ目は温度変化による位相変化の観測が可能となり、非接触温度計測が可能となった。最後の3つ目はマイクロチャネル内の2波長による奥行き位置精度向上と3次元速度場計測が可能であることが示せた。これらの成果から、本手法は、工学分野において粉体製造工程のセンシング利用など実運用段階に進む目途が立った。
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