形状・寸法別粒子の空間分布測定と流れ速度の瞬時定量可視化に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09045061
• 研究機関: 茨城工業高等専門学校
• 研究代表者: 清水 勲 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (80042464)
• 研究分担者: 加藤 文武 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (30270218) ; 佐藤 稔 茨城工業高等専門学校, 物質工学科, 助手 (80259811) ; 荒川 臣司 茨城工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教授 (60222733) ; 砂金 孝志 茨城工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (70193232) ; 市毛 勝正 茨城工業高等専門学校, 電子情報工学科, 助教授 (50223095) ; 柴田 裕一 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (70178911)
• キーワード: 粒子形状識別 / 多重マッチトフィルタ / 光アナログコンピューティング / ホログラム自動作成 / 画像並列処理 / 流速分布定量可視化 / 粒子移動軌跡

研究概要

1) 米国ミネアポリスで開催されたOptical Particle Sizing(光学的粒子計測)国際会議に参加し、独自開発の「光導電プラスチックで作成された多重マッチトフィルタ(MMSF)による粒子群の形状・サイズ別空間分布の並列識別法」を「Simlultaneous discrimination of shapes and/orsize of particles by a MMSF made of PPH」として公表し、討議を通してこれまでの本研究の評価と研究の国際的位置づけを行った結果、本研究は国際的に他の追随を許さない突出した独自性の高い研究であることが明らかになった。
2) 米国におけるPIV研究の拠点であるKansas State Univ.とUniv.of Michigan及びフランスのRouen応用科学大学を訪問して「流れの定量可視化研究の研究動向調査」を研究討議、実地調査を通して行った結果、三次元PIV研究が主流となり、特に、ホログラフィックPIVであるHPIVの有効な技術開発が課題であることが明かとなった。
3) MMSFとSLM(空間光変調器)等を組合わせて構成された独自開発の光アナログ・ディジタルのハイブリッド形状識別システムの性能評価とこの研究の国際的な位置づけ調査を欧米、日本を中心に行った結果、識別アルゴリズムのインストールの簡便さ、形状群の並列識別の迅速さ、確実さなど、国際的に他の追随を許さない先進的で優れた独創性を有する研究であるが客観的に明かにされた。
4) HPIV以外のホログラフィ技術を用いない粒子群の三次元移動定量可視法の調査研究の結果、未だこの分野の技術開発には可能性が残っていそうであり、その一つとして独自開発の手法「走査レーザ平行光束による空気中懸濁粒子の空間分布と挙動の擬似三次元可視化法の開発」を研究成果として公表した。

研究成果

• [文献書誌] 加藤、清水、砂金、原: "粒子群の形状・寸法ごとの空間分布の瞬時並列光アナログ識別法" エアロゾル研究、日本エアロゾル学会. Vol.14, No.2(掲載決定). (1999)
• [文献書誌] 清水、加藤、住谷: "走査レーザ平行光束による空気中懸濁粒子の空間分布と挙動の擬似三次元的可視化法の開発" 第17回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会講演論文集、日本空気清浄協会. No.17(掲載決定). (1999)
• [文献書誌] 加藤、清水、菊池、大橋: "PTVによる空気中懸濁粒子群の挙動の定量可視化法の開発" 第17回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会講演論文集、日本空気清浄協会. NO.17(掲載決定). (1999)
• [文献書誌] Kato, Shimizu and et al.: "Quantitative visualization of velocity distribution using PTV under the deformed double exposure" Proc. of theInternational Conference on Optical Technology and Image Processing in Fluid, Thermal and Combustion Flow. 226-227 (1998)
• [文献書誌] Sakurai, Okamoto, Kato, Shimizu: "Multi-directional realtimeinterferometry using the Lenticular lens" Proc. of theInternational Conference on Optical Technology and Image Processing in Fluid, Thermal and Combustion Flow. 132-133 (1998)
• [文献書誌] Shimizu, Kato, Isago, Sato: "Simultaneous discrimination of shapes and/or sizes of particles by a MMSF madeof PPH" Proc. of the 5th International Congress on Optical Particle Sizing. 87-90 (1998)
• [文献書誌] 加藤、清水: "エアロゾル挙動と流速の大視野定量可視化法の開発、" 第15回エアロゾル科学・技術研究討論会講演論文集. No.15. 170-172 (1998)
• [文献書誌] 清水、加藤、大橋、砂金: "粒子群の形状・サイズ別迅速識別システムの開発" 第15回エアロゾル科学・技術研究討論会講演論文集. No.15. 221-223 (1998)
• [文献書誌] 清水: "大量霧発生制御による大規模環境制御の提案と新研究分野の開拓" 第15回エアロゾル科学・技術研究討論会講演論文集. No.15. 227-229 (1998)
• [文献書誌] 清水、加藤、上岡: "走査平行レーザ光束によるクリーンルーム内汚染粒子の空間分布可視化と光集塵法の開発" 第17回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会講演論文集、日本空気清浄協会. No.16. 343-346 (1998)
• [文献書誌] 砂金、佐藤、石津、浅浪: "TiO_2-金属酸化物積層薄膜の光触媒活性" 日本化学学会第9回関東支部茨城地区地域懇談会プログラム. 19-19 (1998)
• [文献書誌] 砂金、佐藤、石津、浅浪: "TiO_2-SnO_2積層薄膜の光触媒活性" 日本化学学会第9回関東支部茨城地区地域懇談会プログラム. 78-78 (1998)