画像解析法による粒子濃度計測と混合気形成過程解析への適用

图像分析法颗粒浓度测量的应用及混合物形成过程分析

• 批准号: 02650145
• 负责人: 中山 満茂
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Gunma 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: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02650145/
• 关键词: 混合気形成; レ-ザシ-ト; 画像解析; Computer Tomography; 可視化法

各種燃焼装置での高効率・低公害に対する貢献は燃焼機器内での可燃混合気の形成過程の最適制御が課題であり、加えて噴霧燃焼場の解析に不足している情報としても時系列的な混合気形成が要求されている。これら混合気形成過程情報の把握には可視化法が最適であるが、絶対値評価法が未解決のために実機での解析にはさらに基礎研究が必要とされている。本研究ではArおよびHeーNeレ-ザを光源とするレ-ザシ-ト法により噴霧の任意断面を可視化し、画像解析法により局所の空間粒子密度を定量化した。即ち、CT画像解析法、レ-ザ-回折式時系列粒度分布測定器、位相検出型LDV(PLDV)の活用により粒子数、粒子径、粒子速度の時系列測定を同時測定し、画像解析法による粒子空間密度の評価法を確立することを目的とした。以下に成果をまとめる。1.レ-ザシ-ト法による流動噴霧の可視化と粒子濃度の測定法:混合気形成の時系列測定及び非燃焼・高圧流動場測定で混合気形成過程を可視化するための2波長レ-ザシ-ト法を確立した。これによって任意断面の情報を任意時間に得ることが可能となった。2.粒子濃度の定量化:(1)画像解析装置、(2)レ-ザ-回折法、(3)PLDV法により定常噴霧状態における粒子濃度の定量化法の比較検討行った。平均的濃度の測定は可能であるが局所濃度の定量化は困難である。3.高圧流動場における混合気形成の可視化:上記基礎実験を踏まえてエンジン内を模擬する高圧流動場における定常・非定常噴霧の混合気形成過程の時系列特性の可視化法に着手した。高解像度CCDカメラにより高速現象の可視化画像をVTRに一旦収録後、フレ-ムスキャンコンバタを介してコンピュ-タに転送する手法を開発した。

Various combustion 焼 device で の high working rate, low pollution に す seaborne る contribution は combustion 焼 machine within で の combustible mixture 気 の formation の optimal suppression が subject で あ り, え て spray combustion 焼 insufficient field analytical に の し て い る intelligence と し て も series な mixing 気 form が request さ れ て い る. こ れ ら mixture formation 気 intelligence の grasp に が は visualization method optimum で あ る が, unique numerical evaluation of the seaborne 価 method が unresolved の た め に be machine で の parsing に は さ ら に が necessary basic research と さ れ て い る. This study で は Ar お よ び He ー Ne レ - ザ を light と す る レ - ザ シ ト method に よ り spray の arbitrary cross-section を visualization し, portrait analytic method に よ り の space by the particle density を quantitative し た. Namely ち, CT picture analytic method, レ ザ - folding back when the particle size distribution determination apparatus series, phase 検 the LDV (PLDV) の use に よ り particle number and particle diameter, particle velocity series to determine when の を simultaneous determination し portraits, analytic method に よ る particle density of space を 価 の evaluation method to establish す る こ と を purpose と し た. The following に results をまとめる. 1. レ - ザ シ ト method に よ spray の る flow visualization と の particle concentration measurement: mixed series to determine when の 気 formation and び noncombustible 焼 · high 圧 formation flow field measurement で mixed 気 を visualization す る た め の 2 wavelength レ - ザ シ を ト method established し た. <s:1> れによって any section of the intelligence を at any time に can obtain る る とが とが possibly となった. 2. の quantitative particle concentration: (1) the portrait analytic device, (2) レ ザ - twists, (3) PLDV に よ り に on steady spray お け る particle concentration の quantitative method の is 検 line for っ た. The average concentration <s:1> determination <e:1> may be であるが difficult to quantify the concentration <s:1> である. 3. High flow 圧 に お け る mixed 気 form の visualization: written basis be 験 を tread ま え て エ ン ジ ン を simulation within す る high 圧 flow field に お け る constant, the unsteady spray の mixture formation process of 気 の series features method に の visualizing し た. High resolution CCD カ メ ラ に よ り high-speed phenomenon の visual portrait を VTR + に once 収 record, フ レ - ム ス キ ャ ン コ ン バ タ を interface し て コ ン ピ ュ - タ に planning send す る gimmick を open 発 し た.

项目成果

中山 満茂 他: "画像解析法による粒子濃度計測" 第18回液体の微耗化講演会. 18. 1-6 (1991)

Mitsushige Nakayama 等人：“使用图像分析方法测量颗粒浓度”第 18 期液体磨损讲座。18. 1-6 (1991)

中山 満茂: "混合気形成の可視化と画像解析" 日本機械学会 研究協力部会報告者. 121-137 (1990)

Mitsushige Nakayama：“混合物形成的可视化和图像分析”日本机械工程师学会研究合作委员会记者121-137（1990）。