| 研究概要 |
平成22年度は,スキャニングPIVを用いて垂直チャネル内上昇気泡流の3次元計測を開始した.主流方向(x方向)35mm,壁面垂直方向(y方向)40mm,スパン方向(z方向)20mmの計測領域を,ガルバノミラーを用いてレーザシートをz方向に走査し,x方向約0.35mm,y方向約0.50m,z方向約1mmの空間分解能で約18万の速度ベクトルを取得し,流動構造の時間変化を約30Hzで捉えられる3次元計測系を構築した.
まずはじめに構築された計測系により,2次元チャネル内流れに関して,3次元単相乱流場の計測を行ない,他者により得られている従来の結果と良好な一致を得ることに成功した.次に,直径約1mmの気泡が上昇する系において,気泡から十分離れた領域において,良好な粒子画像を得るのに成功し.気泡が壁面近傍を上昇する場合に,チャネル中央部の大域的な乱流構造の計測が十分可能であることを確認した.また,静止流体中を上昇する直径約10mmの大変形気泡の計測を行い,レーザシートの気泡への照射位置の違いによる気泡周囲の粒子画像への影響は見られるが,気泡後流部の3次元的な流動構造を十分な精度で計測できることを示した.
以上,本年度は,当初予定していた複数(2～100個程度)の気泡を含む乱流場の計測については,レーザーシートとガルバノミラーによるレーザーシートの制御および気泡表面からの反射光の影響など光学系の調整で手間取り,十分な精度での実験を達成できなかったが,単相の乱流場の測定および上昇気泡の後流構造の計測については,スキャニングPIVの実験系を構築し,目的の流れ場の計測に成功した.
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