時系列フラクタル伝熱構造の制御による高性能アクティブ伝熱促進

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15760134
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 瀬名波 出 琉球大学, 工学部, 助手 (70253945)
• Keywords: 非定常乱流場の伝熱機構 / 流れの可視化 / 画像粒子計測 / 時系列フラクタル構造 / 赤外線カメラによる温度計測 / 流れのアクティブ制御 / 高効率伝熱促進 / 伝熱量・運動量変化の非相似性

Research Abstract

本研究では複雑な非定常乱流場の伝熱現象解明のために,流れの可視化に加えてPIV用発光粒子を加えて画像計測を行う.その際,最も重要となるのはいかに解析に適した画像が得ることができるかという点にある.またもう1点重要なポイントとして取得した画像のPIVデータ処理プログラム作成が挙げられる.本年度は本研究において最も重要となる二つのポイントについて基礎的な準備を進めた.以下に本年度の研究実績について簡潔に示す.
・デジタルハイスピードビデオカメラ(ノビテッグ・Phantom V4.1)の購入
主要設備としてデジタルハイスピードビデオカメラを購入した.本ビデオカメラはフルフレーム1000コマ/秒,最高38400コマ/秒の高速度撮影が可能であり,研究対象である複雑乱流場の画像取得に適している.また本機種は画像取得,転送,機器のコントロールにデジタル処理規格でIEEE1394を採用しており高速かつ劣化のないデータ処理が可能である.
・PIVおよび赤外線カメラの同時測定実験用テストセクションの製作
並行平板流路内乱流境界層でのPIVおよび赤外線カメラの同時測定実験用テストセクションを製作した.さらに種々のトレーサー粒子き用いた可視化の予備実験を行い,安定した画像取得を目指した予備実験を行った.
・PIVデータ処理処理用プログラム作成
取得画像は染料による流れの色情報と発光粒子による輝度情報を同時撮影したものとなり,輝度情報をPIV計測用画像として処理する.またプログラムを自作することで本研究における実験システム全体を安価に構成することが可能となる.本年度はPIVデータ処理および速度ベクトル場,渦度場検出処理の自動化プログラムを作成した.