| 研究課題/領域番号 |
20K14655
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
鵜飼 孝博 大阪工業大学, 工学部, 講師 (80813534)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | シュリーレン法 / 流体可視化 / 圧力推定 / CFD / 計測融合 / シュリーレン / 圧力場推定法 / 圧縮性流体 / 時系列非定常3次元計測 / シュリーレン流速法 / 画像伝送光ファイバー / 圧縮性流体力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シュリーレン法は，流体中への粒子混入が不要な完全に非接触な計測手法であり，定量的に流体の密度が取得できる高速流れの分野において優れた流体計測ツールである．本研究では，このシュリーレン法により得られた実験データと数値流体力学を融合し，空間圧力場の推定手法の開発を目的とする．そのため，実験データを利用した数値計算方法について研究開発に取り組み，この手法の実証実験を行う．また，三次元性が顕著に現れる複雑な流れ場に対して、開発する手法が適用できるように，二次元断面の計測システムも構築する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，圧縮性流体分野で広く活用されているシュリーレン法を用いて，密度・速度・圧力推定手法の開発に取り組んだ．画像伝送ファイバーを応用して1台の高速度カメラで時系列三次元密度場計測システムを開発した．また，シュリーレン画像流速法において，ユーザー指定の最適なパラメータ設定を明らかにし，低Re数流れにおける流速推定法の有効性を実証した．さらに，計測誤差によるロバスト性の課題が残っているものの，CFDと融合させた圧力推定手法を提案し，有効性と課題を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で取り組んだシュリーレン法を基にした密度・速度・圧力推定法は，トラッキング粒子が不要であり計測環境を問わない故に，ユーザーフレンドリーな計測手法である．特に，本研究で開発した1台の高速度カメラによる時系列三次元密度場計測手法は，低導入コストおよび省設置スペースを達成しており，広範囲のユーザーが複雑な流動現象を調査することが可能となる．また，シュリーレン法を基にした圧力推定法の開発において課題を明らかにしたことで，今後の手法開発の発展に寄与できると期待している．
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