ホログラフィックPIVによる3次元密度乱流に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750148
• Research Institution: Ibaraki National College of Technology
• Principal Investigator: 池田 耕 茨城工業高等専門学校, 機械工学科, 助手 (10321390)
• Keywords: 流体計測 / 可視化計測 / PIV / 光非線型

Research Abstract

今年度は2種の実験を行うことによりHPIVによる密度乱流計測手法開発を発展させた。
まず、第1にHPIVの問題点である粒子の散乱光強度の動的な制御を行うため、光非線型結晶の特性に関する研究を行った。特性研究では結晶内の動的なホログラムの作成速度、ホログラムの作成条件、ホログラムの増幅率等の計測を行った。またそれぞれのパラメータについて新たに購入したHIGH SPEEDカメラを用いて500分の1秒単位での遷移の観察を行った。
これらの知見に加え、従前のホログラムを用いた光の増幅、フィルタリング手法を組み合わせることにより粒子の散乱強度のみの動的な増幅を可能にする道筋が見えた。しかし、現有の結晶ではホログラム作成の反応速度が遅いため実際の計測に適用するためには更なる研究が必要となる。
第2にHPIVのもうひとつの弱点である時系列測定にかんして、ホログラフィックプレートを回転させることによる多重露光時系列計測に関する実験を行った。
ホログラフィックプレートはステッピングモータに固定され、各時刻においてある一定の角度で回転するように設定を行い4時刻に渡り撮影を試みた。その結果再生時に各時刻に対応したホログラムプレートの角度において粒子像が分離再生可能であることを確認することができた。ただし、この実験に関してはホログラムプレート自体のγ特性が非常に重要であり、またステッピングモータの位置精度に関しても精密な制御が必要となるため、実際の状態に適用するためにはさらなる研究が必要となる。