流体現象を伴う反応拡散波(ビッグウエーブ)の加速的伝搬に関する研究

伴随流体现象的反应扩散波（大波）加速传播研究

• 批准号: 05836023
• 负责人: 三池 秀敏
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05836023/
• 关键词: BZ反応; 化学反応波; ハイドロケミカル・ソリトン; ビッグウエーブ; 流体現象; 動画像処理

本研究では,化学反応波の伝搬に伴い発生する流体現象の定量的計測を中心とする実験的研究と,オレゴネータ・モデルのタイソン・バージョンに基づく反応拡散式の数値シミュレーション研究の2つのアプローチから研究を進めた。実験的研究においては,化学反応波の伝搬のダイナミックスの解析のために,動画像処理による2次元速度ベクトル場計測法を独自に開発した(研究論文1)。この手法の導入により,トリガ方法の違いによる2種類の化学反応波(一定速度で伝搬するトリガ波と加速的に伝搬するビッグウエーブ)の伝搬のダイナミックスが定量的に計測でき,両者の違いを的確に捉えることが可能になった。また,アルゴンレーザの導入により,レーザ散乱照明下の溶液中のサブミクロン微粒子の運動が顕微鏡動画像としてクリアに可視化できるようになり,反応波の伝搬に伴う流体現象の発生を動画像処理により自動計測できるようになった(研究論文2及び研究図書)。また,関連した研究成果として,0.2μm程度までのブラウン粒子の粒形評価法を動画像処理により実現した(研究論文3)。このことは,溶液中の非常にミクロなブラウン運動からマクロな流れに至る幅広い流体現象を,動画像処理により定量的捉える手法の基本が確立したことを意味する(関連研究は1993年6月カオスと複雑系に関する国際会議(仏)で報告)。また,九州工業大学の甲斐教授との共同研究により,化学反応波の伝搬に伴い溶液界面の微小な変形をマッハツェンダー干渉計測法に計測した。ビッグウエーブの伝搬時のみに見られる界面の変形や,伝搬速度の溶液層深さ依存性から新たにHydrochemical Solitonの概念を提案するに至った(研究論文4及び1994年3月の筑波国際ワークショップで発表)。一方,ドイツPlesser博士,Wilke博士,龍谷大学小林助教授や本学横山助教授との議論を通して,反応拡散の範囲で2種類の伝搬形態の存在や,加速的伝搬の可能性を追求したが,現時点では反応拡散だけでは説明が困難である。流れの発生による反応波波面の曲率の変化等を考慮する必要性を指摘した(1994年3月の筑波国際ワークショップで発表)。反応拡散と流体現象の結合したシミュレーション研究を継続中である。

This study is a research center for the quantitative measurement of chemical reaction waves and fluid phenomena.デルのタイソン・バージョンに记づく Reflection応拡式の number値シミュレーション Research の2 つのアプローチから Research を Advance めた. The research of 実験においては, the analysis of chemical reaction wave の伝moving the のダイナミックスの analysis のために, dynamic Image processing and 2-dimensional speed field measurement method are independently developed (research paper 1).このtechniqueのIntroductionにより,トリガ法のviolationいによる2 types of chemical reaction waves (fixed speed で伝move するトリガwaveと accelerated に伝move Quantitative It is possible to calculate and measure, and it is possible to catch it if it is violated.また,アルゴンレーザのIntroduce により,レーザ into the solution under scattered lighting Visualization of movement of microscopic particles using micromirror animationきるようになり, Reverse Wave の伝movable with うfluid phenomenon の発生をanimation image processing によりAutomatic measurement できるようになった (research paper 2 and びresearch paper).また, related to the research results of として, 0.2μm level までのブラウン particle shape evaluation method により実appears した (research paper 3).このことは, のvery にミクロなブラウン movement in the solution からマクロなflow れに to る広いfluid phenomenon を, animated image processing により quantitative capture The basics of the える technique are established and the したことをmeaning is する (Report on the International Conference on Relevant Research on カオスとResearch on Relevant Relationships (仏) in June 1993).また, Professor Kahi of Kyushu Institute of Technology jointly researched により, and the chemical reaction wave was moved with the solution interface and the micro-shaped をマッハツェンダーdry measurement method was measured. Hydrochemical Soliton Concept Proposal (Research Paper 4 and Tsukuba International Research Paper, March 1994). On the one hand, Dr. Plesser, Dr. Wilke, Assistant Professor Kobayashi of Ryukoku University, Assistant Professor Yokoyama of this school, and を通して, 濜拡san The existence of the 2 types of の伝movable forms, the pursuit of the possibility of accelerated 伝movable, and the difficulty of explaining the current point of the reverse movement. The changes in the curvature of the reflection wave surface and the changes in the curvature of the reflection wave surface should be taken into account when considering the necessity of the current flow (March 1994, Tsukuba International Data Sheet). The combination of anti-dispersion and fluid phenomena is a research topic.

项目成果

三池秀敏,古賀和利 編著: "パソコンによる動画像処理" 森北出版株式会社, 272 (1993)

Hidetoshi Miike、Kazutoshi Koga（编）：“个人计算机的视频图像处理”森北出版有限公司，272（1993）

M.Momota,H.Miike and H.Hashimoto: "Particle Sizing and Counting from Gray-Scale Images by a Inverse Fourier-Bessel Method" Jap.J.Appl.Phys.掲載予定(2月号). (1994)

M.Momota、H.Miike 和 H.Hashimoto：“通过逆傅立叶贝塞尔方法对灰度图像进行颗粒大小和计数”Jap.J.Appl.Phys 计划出版（1994 年 2 月号）。

野村厚志,三池秀敏,古賀和利: "時間変動する照明下での動画像からの速度ベクトル場の検出" 電子情報通信学会論文誌. J76-D-II. 1977-1986 (1993)

Atsushi Nomura、Hidetoshi Miike、Kazutoshi Koga：“在时变照明下检测运动图像的速度矢量场”J76-D-II 1977-1986 (1993)。

S.Kai and H.Miike: "Hydrochemical Soliton Due to Thermocapillary Instability in Belousov-Zhobotinsky Reaction" Physica A. (掲載予定). (1994)

S.Kai 和 H.Miike：“由于 Belousov-Zhobotinsky 反应中热毛细管不稳定性导致的水化学孤子”Physica A.（即将出版）。

木村毅,三池秀敏,山本英明,百田正広: "動的光散乱理論に基づく動画像処理によるブラウン粒子の粒径評価" 電子情報通信学会論文誌. J76-D-II. 1987-1993 (1993)

Tsuyoshi Kimura、Hidetoshi Miike、Hideaki Yamamoto、Masahiro Momota：“基于动态光散射理论的动态图像处理对布朗粒子的粒度评估”，电子、信息和通信工程师学会会刊 J76-D-II。 1993 (1993)