2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12650166
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
村田 滋 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (50174298)
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| Keywords | depth-from-defocus / 粒子画像流速測定法 / 回転機械 / 単眼計測 / 3次元流動計測 / 流れの可視化 / 動画像解析 / 回転像静止法 |
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| Research Abstract |
本研究は流体機械内の3次元非定常流れ場を単眼画像計測する手法の開発を行い、実際の流れ場へ応用することによりその実用性を検討することを目的としている。
本年度は、depth-from-defocusによるトレーサ粒子群空間分布検出法の測定精度改善および高速画像取得システムの開発を行った。Depth-from-defocusによるトレーサ粒子群空間分布検出法については、測定精度を低下させる要因について検討し、数値シミュレーションおよび基礎実験により画像の空間分解能が測定精度に大きな影響を与えることを明らかにした。この検討結果に基づき、空間解像度を従来よりも高いレベルに設定することにより、可視化トレーサ粒子奥行き位置の検出精度をRMS誤差3.0mmから1.8mmへと改善することができ、測定レンジ60mmに対する誤差率3%を達成した。また、低レイノルズ数円管内定常流のPTV計測にこれを適用したところ、解析解に合致した放物形速度分布が得られ、本検出法の有用性を確認することができた。
一方、インペラなど回転体に対する相対流れ場を観測するため、回転像静止法を実現する光学系の整備と、高速な非定常現象を捉えるための画像取得システムの構築を図った。構築した画像取得システムでは、時間的に連続する時系列画像をディジタルファイルとして高速に保存できることと、外部トリガーによる画像取得制御が可能なことを確認した。また、3次元空間を照明するための2灯式ストロボスコープを微小時間差発光させる信号系統を整備し、画像取得システムとの同期作動を可能にしている。これにより、次年度に予定している、送血ポンプモデルおよび薄い層内の回転流れの粒子画像流速測定法による流動計測を実施することができる。
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