| 研究概要 |
本研究は,固液混相流の三次元乱流構造を解明するための計測手法を開発することを目的とした研究で,竹原の開発したSuper-Resolution PIV法の時間解像度の向上を,また,同時に,渡部の開発した三次元ステレオPIVの時間・空間解像度の向上に取り組んだものである.
Super-Resolution PIVは多数のトレーサー粒子の解析も可能で高空間解像度を有する計測が可能であるが,計測システム上,時間解像度が十分ではないという課題を有していた.この点については,高時間・高空間解像度ビデオ計測システムの購入により改善された.本計測システムによって得られた画像に基づいて多孔質体間隙部およびその近傍の流速計測を行い,Super-Resolution PIVを用いて解析を行うことによって,多孔質体を通過する際の乱れの生成・減衰機構について詳細な検討を行うに至った.
三次元ステレオPIVは,三次元計測が可能であるが,トレーサー粒子数が多くなると解析に膨大な時間を要するという課題があった。この点については,アルゴリズムを改善することによって改善を図り,低コストかつ高解像度の計測システムへと再構築した.改善された三次元ステレオPIV法を砕波帯下の混相流場へ適用し,複雑な運動を呈する流体および底質の挙動解析が行えるに至った,
さらに,高濃度粒子群に誘起される極めて流速の早い流体運動を伴う固液混相流場の計測のための画像流速計測手法として,流跡線連結法なる手法を開発し,分散相誘起型流体運動の計測に適用して,気液界面極近傍および固液界面極近傍における流体運動までも計測できることを示すとともに,その有用性を示すに至った.
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