| 研究概要 |
本研究目的は,高繰返しレーザと2台の高速度CCDカメラを組み合わせ,申請者が開発した高速時間分解デジタルホログラフィック計測手法を援用し,マイクロスケールでの温度変化の伴う3次元流れ場を非定常で同時計測可能な高速時間分解計測への応用を試みる本研究は,温度-速度同時計測能するために温度場計測にデフォーカス法とLIFを組み合わせ速度場の計測にホログラムを合わせた手法の開発が目的である.速度場に加えさらに、温度場の処理にも高速化を必要とすることから、速度・温度場マイクロ領域専用のソフトウエアーの開発をおこなった。ホログラフィーと温度変化による蛍光粒子の蛍光強度を同時に捕らえるソフトを開発した。温度のデフォーカスリングは、レーザの出力によっては消光したり、温度に対する線形性が得られなかったりした、したがって定量的な同定が必要となるため、レーザの強度検出器により出力強度と蛍光画像の定量化を行った。また、同時に粒子の座標をホログラフィホログラムによって算定し、奥行き距離と温度変化の関係を3次元的な相関図を作成した。蛍光強度から正確な3次元の温度の値を得るためのソフトウエアーを構築した。計測対象はガラス板に挟まれた領域にUV硬化樹脂を挿入し5μm程度の蛍光粒子をいれる高繰返しレーザをあて,蛍光粒子のホログラムフリンジ像とデフォーカスリングを別々のカメラで取得する。一秒間に1000枚取得できる.それらを計算機ホログラムを用いて3次元像を作成した.さらに1000枚分再生された3次元像の隣り合うフレーム分を使って粒子の移動座標から流速を求め,さらにデフォーカスリングの輝度値から温度を求めることができた,粒子のトラッキングは2時刻アルゴリズムを用いた.これにより熱対流状態の速度と温度の同時計測を行い、粒子の移動速度を同定した。
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