3次元画像解析を利用した円筒形浴内の気泡による攪拌流れの研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02650484
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 植村 知正 大阪大学, 基礎工学部, 助教授 (70029536)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井口 学 大阪大学, 工学部, 助手 (00043993)
• Keywords: 気泡攪拌 / ガス吹き込み / 気泡噴流 / 画像計測 / PTV / 2値化相関法 / 速度分布 / 3次元速度計測

Research Abstract

本年度は円筒容器内の気泡撹拌流れを2次元画像解析速度計測用のソフトウェアを用いて計測を行なって,3次元測定で要求されるソフトウェアとハ-ドウェアの目標性能を設定した.つぎに測定システムの構成を企画し,ハ-ドウェアの製作,ソフトウェアの開発を進めていった.以下に,その説明をおこなう.
1.2次元計測:円筒形容器内の気泡撹拌流の平均流は軸対称2次元流れであるから,軸平面内の流動を計測し,流動の性質や計測可能な物理量を確認した.
a)流動状態:軸平面を厚い光帯で照明し,照明した領域内の3次元流動を粒子追跡法(PTV)を用いて測定した.速度分布と粒子の移動軌跡の測定結果から,流動状態と流体の移動パタ-ンを検討した.
b)気泡の挙動の計測:気泡の挙動を画像計測するには,気泡の鮮明な画像を得るための撮影技術を開発から着手する必要があった.煙気泡とバックライト照明を組合せて,気泡の形を鮮明に画像化する方法を開発した.それを用いて2次元的観点から,気泡の分布や数,浮上速度,ガスホ-ルドアップを測定した.
2.3次元計測:
a)3次元計測用のアルゴリズムを開発し,その性能をミュレ-ションレ-ションによって検討して目標性能を達成できることを確認した.
b)2カメラシステムのカメラ制御部と同期装置のハ-ドウェアを製作したが充分な試用はまだ行っていない.
c)トレ-サの3次元位置を計測するソフトウェアの製作が予定より遅れている.

Research Products

• [Publications] T.Uemura,M.Iguchi et al.: "Velocity Measurement in a gas Injection Vessel Using MaltiーParticle Tracking Method." Proceedings of Sixth International Iron and Stal Congress.1. 477-482 (1990)
• [Publications] T.Uemura,K.Ohmi et al.: "Mixing flow in a Cylindrical Vessel agitated by a bubbling jet." Proceedings of Fifth Application of Laser Techniques to Fluid Mechanics. 18-6 (1990)
• [Publications] 植村 知正 ほか: "2値化相関法の3次元流れへの拡張" 可視化情報. 10ーSupp1.2. 77-80 (1990)
• [Publications] 植村 知正,井口 学 ほか: "底吹き気泡流によって攪拌される円筒浴内の流動と気泡の挙動" 材料とプロセス. 4ー1. (1991)
• [Publications] 植村 知正,井口 学: "2値化画像の相関を利用した3次元粒子追跡速度計測法の試み" 日本機械学会講演論文集. 915ー1. 282-284 (1991)
• [Publications] 河瀬 重和,植村 知正 ほか: "円筒容器底から吹き込まれる気泡流れに誘起される流れの画像計測" 日本機械学会講演論文集. 914ー1. (1991)
• [Publications] T.Uemura,K.Ohmi,F.Yamamoto: "Applications of Laser Tech niques to Fluid Mechanics" SpringerーVerlag, (1991)