燐光寿命を利用した気体流れの温度速度相関計測

• 研究課題/領域番号: 23360089
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 染矢 聡 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 上級主任研究員 (00357336)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2012年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2011年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 流体工学 / 可視化 / 温度 / 計測工学

研究概要

任意の空間スケールにおいて，高い時間・空間分解能で，1台のシングルパルスレーザーと1台のカメラで捉えた画像から任意の作動流体(特に気体)の温度(-20～1000°C)と速度を多次元高精度同時計測する手法を開発した．本手法では感温性の燐光粒子を利用するため，燐光寿命，スペクトル，発光強度などの温度依存性といった燐光物質の光学特性データベースを作成した．また，エンジンの高効率化・環境負荷低減に寄与するため，可視化エンジンの温度・速度計測に適用した．

研究成果

• [雑誌論文] Instantaneous imaging 2D temperature in an engine cylinder in a frame combustion condition (2013)
  • 著者名/発表者名: Someya S., Okura Y., Munakata T. and Okamoto K
  • 雑誌名: Int.J. Heat and Mass Transfer 巻: Vol.62 ページ: 382-390
  • DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.03.007
• [雑誌論文] Instantaneous phosphor thermometry applicable to walls exposed to flames (2013)
  • 著者名/発表者名: Someya S., Furutani H. and Okamoto K
  • 雑誌名: Experimental Thermal and Fluid Science 巻: Vol.47 ページ: 224-231
  • DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2013.01.017
• [雑誌論文] 高速PIVによるエンジン燃焼室内の乱流計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大倉康裕, 樋口和哉，浦田泰弘，染矢聡, 店橋護
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ｂ編 巻: 79 号: 806 ページ: 2193-2206
  • DOI: 10.1299/kikaib.79.2193
  • NAID: 130003386319
  • ISSN: 0387-5016, 1884-8346
  • 査読あり
• [雑誌論文] 応力発光体の時系列応答特性に着目した荷重評価法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井慶子, 染矢聡, 佐伯昌之, 宗像鉄雄
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集Ｃ編 巻: 79 号: 806 ページ: 3721-3731
  • DOI: 10.1299/kikaic.79.3721
  • NAID: 130003386436
  • ISSN: 0387-5024, 1884-8354
  • 査読あり
• [雑誌論文] 燐光による筒内壁面およびガスの瞬時温度分布の可視化計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡, 大倉康裕, 坂田藍美, 古谷博秀, 宗像鉄雄
  • 雑誌名: 日本燃焼学会誌 巻: Vol.55 ページ: 241-248
  • NAID: 10031190424
• [雑誌論文] Lifetime based measurement of stress using mechanoluminescence of SrAl2O4:Eu2+ (2013)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 38 号: 7 ページ: 1095-1097
  • DOI: 10.1364/ol.38.001095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined velocity and temperature imaging of gas flow in an engine cylinder (2012)
  • 著者名/発表者名: Someya S., Okura Y., Uchida M., Sato Y. and Okamoto K
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: Vol.37 号: 23 ページ: 4964-4966
  • DOI: 10.1364/ol.37.004964
• [雑誌論文] 火炎を伴う場における瞬時壁面温度分布計測法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 雑誌名: 可視化情報学会論文集 巻: 32 ページ: 29-36
  • NAID: 130004955855
  • 査読あり
• [雑誌論文] 蛍光体を用いたエンジン筒内二次元温度と速度の同時計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大倉康裕
  • 雑誌名: 自動車技術会論文集 巻: 43 ページ: 89-95
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lifetime-based phosphor thermometry of an optical engine using a high-speed CMOS camera (2011)
  • 著者名/発表者名: Someya S., Uchida M., Tominaga K., Terunuma H., Li Y., Okamoto K
  • 雑誌名: Int.J. Heat and Mass Transfer 巻: Vol.54 号: 17-18 ページ: 3927-3932
  • DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.04.032
• [雑誌論文] 蛍光体を用いたエンジン筒内ガス温度速度同時計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡, 内田光則, 大倉康裕, 佐藤義久, 岡本孝司
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: VOL.77 ページ: 1509-1521
  • NAID: 130001054886
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集:原子力:原子力に関連する熱流動及び情報の可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡, 岡本孝司
  • 雑誌名: 可視化情報学会誌 巻: VOL.33 ページ: 20-25
• [雑誌論文] 原子力に関する可視化研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡, 岡本孝司
  • 雑誌名: 日本原子力学会熱流動部会ニュースレター 巻: No.73 ページ: 2-7
• [学会発表] PIV 技術を用いた温度場流れ場解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 自動車技術会シンポジウム「省エネを支える伝熱技術」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-02-14
• [学会発表] Development of Mechanoluminescence Measurement Using Time Sequence ML Glow Curve of SrAl2O4:Eu (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishii K., Someya S., Saeki M., Munakata T.
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Fluid Control Measurement and Visualization (FLUCOME2013)
  • 発表場所: Nara Prefecture New public Hall, Nara, Japan
• [学会発表] 時系列応答特性に着目した応力発光体計測法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井慶子, 染矢聡, 佐伯昌之, 宗像鉄雄
  • 学会等名: 第41回可視化情報シンポジウム
  • 発表場所: 工学院大学，東京
• [学会発表] 応力発光体の時系列答特性に着目した荷重計測法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井慶子, 染矢聡, 佐伯昌之, 宗像鉄雄
  • 学会等名: 第9回学際領域における分子イメージングフォーラム
  • 発表場所: 調布，東京
• [学会発表] 感圧・感温塗料の技術動向 (2013)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 自動車技術会第9回流体技術部門委員会
  • 発表場所: 自動車技術会，東京
  • 招待講演
• [学会発表] 熱流体の可視化計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 第8回「学際領域における分子イメージングフォーラム」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-11-02
• [学会発表] 蛍光体を用いたエンジン筒内 2 次元温度と速度の同時計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 自動車技術会シンポジウム「多様なニーズに対応する計測・診断技術」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] 蛍光体を用いたエンジン筒内2次元温度と速度の同時計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 自動車技術会シンポジウム多様なニーズに対応する計測・診断技術
  • 発表場所: 東京理科大学(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2012-01-17
• [学会発表] エンジン筒内壁面の瞬時温度分布 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 熱工学コンファレンス2012, 日本機械学会
  • 発表場所: 熊本大学，熊本
• [学会発表] 高速PIVによるエンジン燃焼室内の乱流計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大倉康裕
  • 学会等名: 第50回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 産業労働センターウインクあいち, 名古屋
• [学会発表] TSPによる高温壁面温度計測及びTSParticlesによる温度速度同時計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 日本機械学会RC246分科会「熱流体計測・解析手法の標準化・応用の推進に関する研究分科会」第6回分科会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光寿命を利用した多次元温度計測技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 自動車技術会第3回伝熱技術部門委員会
  • 発表場所: つくば
  • 招待講演
• [学会発表] Combined measurement of temperature and velocity (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 日本機械学会マイクロ気体流れに関する調査研究分科会 (P-SCC11) 第6回分科会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 燐光寿命温度測定法について (2012)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 日本機械学会RC254分科会「先端熱流体計測の計算との連携を含む新展開に関する研究分科会」第3回分科会
  • 発表場所: 大阪
  • 招待講演
• [学会発表] 感温性蛍光体による燃焼時RCEM内筒内壁の温度分布計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 第7回学際領域における分子イメージングフォーラム
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構(東京都)
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] 加熱された液体金属表面に衝突する水滴の沸騰挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井哲, 染矢聡, 岡本孝司
  • 学会等名: 可視化情報学会全国講演会
  • 発表場所: 富山国際会議場(富山県)
  • 年月日: 2011-09-26
• [学会発表] Instantaneous measurement of a wall temperature in the combustion chamber (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Particle Image Velocimetry
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-07-23
• [学会発表] Direct cross-correlation PIV and FFT-based cross-correlation PIV on GPU (2011)
  • 著者名/発表者名: 田良島周平, 染矢聡, 岡本幸司
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Particle Image Velocimetry
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2011-07-23
• [学会発表] 燐光による水・空気の温度速度同時計測法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 2011 第11回熱設計・対策技術シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-07-22
• [学会発表] 燐光による水・空気の温度速度同時計測法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: TECHNO-FRONTIER 2011第11回熱設計・対策技術シンポジウム
  • 発表場所: 東京ビッグサイト(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-07-22
• [学会発表] RCEMを対象とする燐光壁面温度計測法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 学会等名: 日本伝熱学会第48回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 岡山コンベンションセンター(岡山県)
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] 急速圧縮膨張装置を用いたエンジン模擬実験と燃焼の解析・計測技術(第2報) (2011)
  • 著者名/発表者名: 満田正彦, 川西秀樹, 古谷博秀, 高橋栄一, 本澤尚史, 染矢聡
  • 学会等名: 自動車技術会2011年春季大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-05-18
• [図書] サーマルマネージメント-余熱・排熱の制御と有効利用,第 2 編第2章1節,熱流体の可視化技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 出版者: (株)NTS
• [図書] サーマルマネージメント－余熱・排熱の制御と有効利用,第2編第2章1節，熱流体の可視化技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 染矢聡
  • 総ページ数: 15
  • 出版者: 株)NTS
• [図書] シミュレーション辞典 (2012)
  • 著者名/発表者名: シミュレーション学会編著
  • 出版者: (株)コロナ社