遺伝的アルゴリズムによる3次元粒子画像流速測定法の実用化と帯電液体流測定への応用

遗传算法3D粒子图像速度测量方法的实际应用及其在带电液体流量测量中的应用

• 批准号: 09750202
• 负责人: 大山 龍一郎
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750202/
• 关键词: 遺伝的アルゴリズム; 粒子画像流速測定法; 速度計測; 流れの可視化; 画像計測; 乱流計測; 3次元; 帯電液体; 粒子追跡法; 乱流測定

本研究は.工学分野で重要な乱流場を対象に.その3次元の流速ベクトルを比較的高速に測定できる新しい粒子画像流速測定法(PIV)技術を開発して.さらに実用化のための評価を行うと同時に電気流体力学現象で取り扱われる帯電液体の乱流測定を実施することを研究の目的に研究開発を行ったものである。以下に,研究の実施計画に従って成果を整理する。1.3次元粒子画像流速測定法 本研究で開発を進めたPIVは.流れ場に混入したトレーサ粒子の時間的および空間的対応付けにより粒子追跡を実行して、その速度ベクトルを算出する画像計測法である。この時間的および空間的対応付けには、遺伝的アルゴリズムによる組み合わせ最適化処理技術を用いた。すなわち.本手法による画像計測の基本原理は,複数の時系列画像間で一対一に対応付けらる個々のトレーサ粒子を追跡することで.流れ場の速度ベクトル分布を求めるアルゴリズムとなった。 2.粒子位置の3次元位置計測方法 実際の流れ場に適用するためには.3次元空間に分布する多数のトレーサ粒子の位置測定を行うことが重要である。1.本研究では,まず画像処理CPU装置を用いて直角座標系におけるX-Z面とY-Z面の同期した各2次元粒子画像処理を行うシステムを構築し、次にその処理結果から3次元空間での粒子の位置計測を計算機のソフトウェア上で精密に行う画像計測システムを構築した。また、構築したシステムと本手法の性能評価については,乱流場のコンヒュータシミュレーションに基づく解析と検討から優れた基本性能が明らかとなった。 3.帯帯液体の乱流ば計測実際に流体運動を制御した帯電液体を対象にして、本手法による3次元乱流場の測定を実施し,電気流体力学的現象における流動計測が可能になった。今後の展開としては,実用化に向けて技術の発展を目指すとともに,帯電液体流に関して多くの知見を得るために応用研究を進めたいと考えている。

This study focuses on. The distinction between engineering and learning is an important turbulent field. High-speed measurement of three-dimensional velocity velocity and velocity comparison new particle portrait velocimetry (PIV) technology is available. The purpose of this study is to conduct a study on the determination of turbulent flow of liquids in order to conduct a study on the purpose of the study. In the following section, we will study the results of the project. 1. 3 dimensional particle profile velocity measurement. This study focuses on the development of PIV. The flow is mixed into the free space of the airborne particles, and the speed measurement method is used to calculate the temperature profile measurement method. It is necessary to use the most advanced technology and technology for the most advanced science and technology. There's nothing wrong with it. This method is based on the basic principles of the portrait calculation, and at the same time, the series of portraits can be traced by two or more particles. The flow velocity distribution distributes the flow velocity distribution. two。 The three-dimensional position calculation method of particle position is used in the international flow system. The three-dimensional space distribution is used to determine the location of most important particles. 1. In this study, the right-angle CPU device is used to analyze the two-dimensional particle portraits in the same period. The results show that the third-dimensional space particle position computer calculator calculates the position of the particles in the space and calculates the position of the particles. The performance of this technique is better than that of the other methods, and the basic performance of this technique is very clear. 3. On the basis of the measurement of turbulent flow of liquid, the measurement of three-dimensional turbulent flow in the field of turbulent flow in the field of fluid dynamics may be affected by the measurement of three-dimensional turbulent flow in this method. In the future, the technology exhibition will be carried out in the future. The purpose of this paper is to provide information on the development of liquid flow in the future.

项目成果

Ryu-ichiro Ohyam: "a Experimental study on space and Time correspondences of traveling particles for 3-dimansional particle image velocimetry by genetic algorithms" SPIE. 3172. 688-699 (1997)

Ryu-ichiro Ohyam：“通过遗传算法对行进粒子的空间和时间对应关系进行 3 维粒子图像测速的实验研究”SPIE。

Ryu-ichiro Ohyama: "Measurements of Unsteady Electrohydrodynamics Flow・from Injection Charges on Free Surface by Particle Image Velocimetry" 1998 IEEE Annual Report-CEIDP. I. 162-165 (1998)

Ryu-ichiro Ohyama：“通过粒子图像测速测量自由表面注入电荷的不稳定电流体动力学流”1998 年 IEEE 年度报告-CEIDP。162-165 (1998)

Ryu-ichiro Ohyama: "Experimental syudy on space and time correspondences of traveling particles for 3-dimensional particle image velocimetry by genetic algorithms" Proceedings of SPIE,Optical Technology in Fluid,Thermal,and Combustion Flow III,SPIE. Vol.3

Ryu-ichiro Ohyama：“通过遗传算法进行 3 维粒子图像测速的行进粒子的空间和时间对应关系的实验研究”，SPIE 论文集，流体、热和燃烧流光学技术 III，SPIE。

Ryu-ichiro Ohyama: "An experimental study of the optical characterization of AC electrohydrodynamic fields by particle image velocimetry" 1997 Annual Report,CEIDP,IEEE. II. 656-659 (1997)

Ryu-ichiro Ohyama：“通过粒子图像测速技术对交流电流体动力场的光学表征进行实验研究”1997 年年度报告，CEIDP，IEEE。

Ryu-ichiro Ohyama: "An Experimental Study of The Optical Characterization of AC Electrohydrodynamic Fields by Particle Image Velocimetry" 1997 IEEE Annual Report-CEIDP. II. 656-659 (1997)

Ryu-ichiro Ohyama：“通过粒子图像测速法对交流电流体动力场的光学表征进行实验研究”1997 IEEE 年度报告-CEIDP。