流れの可視化と画像処理による開水路乱流の三次元計測法に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555131
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 上野 鉄男 京都大学, 防災研究所, 助手 (70027267)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宇民 正 和歌山大学, システム工学部, 教授 (00027244)
• Keywords: 流れの可視化 / 画像処理 / 開水路流れ / 乱流 / 三次元計測法

Research Abstract

初年度においては、可視化法により乱流状態にある複雑な流れの三次元構造を数量的に把握するために、まず、流れの場の断層面撮影を次々と高速かつ連続的に行う装置の開発に努めた。すなわち、流れの場をスリットを通した明るいシート状の平行光線で照らして、断層面内の流況を連続的に撮影する方法を確立した。
前年度においては、非定常開水路流の乱流構造の特徴を明らかにするために、実験室において非定常流を発生させる装置を完成し、また、複断面蛇行流の特徴を解明するための実験水路を製作してそれをほぼ完成させた。
本年度は、非定常流の実験を成功させるための適当な水路勾配や水路下流端の堰の構造、発生させる非定常流の流量や周期の選定、水位あるいは流量変化を画像に記録するための装置、流況撮影に用いるトレーサーの選定、流れの可視化に用いる照明装置の設置方法、複数の画像を重ね合わせるために写し込む指標の設置、流れを可視化撮影するためのカメラの整備と設置方法などに関して準備を行い、非定常流に関する実験を成功させるために努めてきたが、満足のいく流れの可視化画像を得て、その画像を解析するところまでは至っていない。
次年度のできるだけ早い時期に、非定常開水路流の流況の可視化撮影と撮影結果の画像処理を完了して、非定常の開水路乱流の特徴を明らかにし、さらに、複断面蛇行流に関する実験と画像処理によって複断面蛇行流の三次元構造を明らかにする予定である。