光学・画像解析に基づく混相流中に存在する普遍的な現象の抽出

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15760104
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 村井 祐一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80273001)
• Keywords: 流体工学 / 混相流 / 流れの可視化 / 画像計測 / 気泡 / PIV / PTV

Research Abstract

平成15年度は,研究の第1フェーズとして,高濃度気泡流中の「気泡間相互作用」の実験データベースを構築した.この研究では.以下の3つのサブテーマに関する研究を遂行した.(A)壁面スライド気泡における気泡間相互作用の2次元PTV計測,(B)自由空間浮上気泡群における気泡間相互作用の3次元PTV計測,(C)2カメラ3次元PTV法における自動カメラ校正法とゴースト除去処理法の提案.サブテーマ(A)では,壁面せん断応力を微小気泡混入によって低減する技術の基礎研究であり,高濃度気泡流における挙動の特徴を解明した.サブテーマ(B)では.気泡流の数理モデルの普遍化・一般化のため実施され.高速度カメラの導入により壁面や境界に依存しない気泡干渉を明らかにした.サブテーマ(C)はサブテーマ(B)の研究をサポートするものである.具体的には,1つの計測空間を撮影する2つ以上のカメラの相対座標等(カメラ幾何パラメータと言われ20以上の未知数からなる)を自動決定するアルゴリズムを提案した.また,2カメラステレオ撮影時における高濃度気泡(粒子)分布のゴースト現象(画像情報不十分による実在しない粒子のラベリング)を抑制するアルゴリズムを提案した.

Research Products

• [Publications] 北川石英, 杉山和靖, 笹木俊男, 村井祐一: "壁面スライド気泡群中に観察される気泡間相互作用(第3報,気泡間相互作用に対するレイノルズ数の影響)"日本機械学会論文集B編. 69・681. 1140-1147 (2003)
• [Publications] 村井祐一, 石川正明, 芦原将彰, 衣川甲輔, 山本富士夫: "自由浮上気泡流中に生じる気泡間相互作用の3-D PTV計測"可視化情報. 23・1. 1-8 (2003)
• [Publications] 笹木俊男, 村井祐一, 山本富士夫: "円柱群の間隙を浮上する気泡群の数値シミュレーション(二相対流の円柱配列パターンによる影響)"混相流. 17・3. 296-304 (2003)
• [Publications] Wen CHENG, Yuichi MURAI, Masa-aki ISHIKAWA, Fujio YAMAMOTO: "An Algorithm for Estimating Liquid Flow Field From PTV Measurement Data of Bubble Motion"Transaction of the Visualization Society of Japan. 23・11. 107-114 (2003)
• [Publications] 笹未俊男, 石川正明, 村井祐一, 山本富士夫: "平板間に配置された円柱群の間を上昇する気泡流の可視化画像計測"日本機械学会論文集B編. 70・689. 60-68 (2004)
• [Publications] M.ASHIHARA, A.KITAGAWA, M.ISHIKAWA, A.NAKASHINCHI, Y MURAI, F YAMAMOTO: "Particle Tracking Velocimetry Measurement of Bubble-Bubble Interaction"Proc.ASME/FED & JSME Joint Fluids Conference. SM2003-45208. 1-6 (2003)