複雑三次元流れ場解析用カラーPIVシステムの構築

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05555056
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206)
• 研究分担者: 佐賀 徹雄 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30013220) ; 谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
• キーワード: 三次元計測 / 温度・速度同時計測 / カラー画像処理 / 感温液晶粒子 / 粒子追跡法 / ニューラルネットワーク / 濃度相関法 / 流れの可視化

研究概要

平成6年度は,平成5年度に構築した3次元カラーPITV(Particle Imaging Thermometry and Velocimetry)システムを垂直浮力噴流の計測に適用し,その有効性を確認した.平成6年度の主な研究成果は以下の通りである.
(1)感温液晶粒子の温度応答特性の評価:
温度・速度のセンサーとして用いられる感温液晶粒子の温度に対する応答特性を,数値シミュレーションにより評価した.温度のステップ応答性,周波数応答性および熱慣性応答性などを定量的に予測した.
(2)3次元カラーPITVシステムの垂直浮力噴流への適用:
3次元から-PITVシステムを有効性を確認するため,まず,温度制御された可視化実験装置を構成した.同時に,可視化実験装置に3次元カメラ校正装置を組み込み測定の自動化を図った.ついで,垂直浮力噴流の自己保存領域の温度と速度の同時計測にシステムを適用した.自己保存領域における3次元の平均温度および平均速度が従来の計測結果とよく一致することを確認した.なお,速度計測の不確かさは95%信頼性区間でu,v,wにそれぞれ±6.2,±4.5m/sで,温度計測のそれは±0.12℃である.以上,本計測手法が熱流体の3次元温度・速度の同時計測に幅広く適用できることを確かめた.

研究成果

• [文献書誌] 伊良部邦夫: "低温領域での遠心羽根なしディフューザ内の流れ(第2報ポリュード舌部案内翼による送風機性能の改善" 日本機会学会論文集B. 60. 1302-1309 (1994)
• [文献書誌] 奥野貞之: "シャボン玉を用いた気流の3次元計測技術の開発" 自動車技術会論文集. 25. 147-152 (1994)
• [文献書誌] M.Oshima: "Animation of Three-Dimensional Unsteady Silicon Melt Flow in the Single Crystal Growth" Proc.3rd.Asian Symposium on Visualization. 531-536 (1994)
• [文献書誌] T.Kobayashi: "Full-Field Velocity Measurement System by Digtal Image Processing-Development and Application" Proc.3rd.Asian Symposium on Visualization. 693-698 (1994)
• [文献書誌] K.Irabu: "Velocity Measurement of Flow Around Volute Tongue of the Vaneless Radial Diffuser" Proc.3rd.Asian Symposium on Visualization. 751-755 (1994)
• [文献書誌] D.H.Doh: "A New Consideration for Measuring Teemperature and Velocity;Imaging Thermometry and Velocimetry" Proc.of the 3rd JSME-KSME Fluids Engineering Conference. 154-159 (1994)
• [文献書誌] K.Ozaki: "Evaporation of Liquid Particles in Two-Phase Compression Process" Proc.of the 1994 International Refrigeration Conference at Purdue. 449-454 (1994)
• [文献書誌] D.H.Doh: "Simultaneous Spatial Measurement of Temperature and Velocity in a Thermal Fluid Flow" Proc.FLUCOME '94. 1. 23-28 (1994)
• [文献書誌] N.Tsuda: "Full Field Velocity Measurements in an air Flow and a Two-Phase Flow by Using a Cross-Correlation Method" Proc.FLUCOME '94. 1. 303-307 (1994)
• [文献書誌] T.Kobayashi: "Flow Visualization and Image Analysis of Low Speed Air Flow of Ventilation in a Room" Proc.FLUCOME '94. 2. 995-1000 (1994)
• [文献書誌] T.Kobayashi: "Quantitative Visualization of Velocity Fields in a Low Speed Air Flow by Image Processing" Proc.2nd.International Conference on Fluid Dynamic Measurement and Its Applications. 205-210 (1994)