ParticleーImaging Velocimetryの実用化に関する調査研究

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PIVは微細なトレ-サ粒子により可視化した流れ場の画像をディジタル画像処理して速度を計測する新らしい流体計測方法で瞬時の二次元三次元空間の多点の速度情報を採取できる特徴をもつ。この方法は流れ場の解析手段としてその有効性が認識されつつあり、流体計測手法としての確立が強く望まれている。本研究ではこのような観点から専門研究者の組織化を行い、この研究組織において、最新の技術情報を交換・比較することにより本手法の精度と性能向上に対する問題点を整理・統合した。PIVの実用化について、本調査研究では以下のような具体的な研究、討議を行い今後の指針を提示した。すなわち、まずPIVによる種々の流れ計測における不確かさ解析方法の開発が行われ本手法の計測精度や現状における計測の限界などが評価された。また、代表的な粒子画像の解析アルゴリズムについて、粒子追跡法、2値化相関法、濃度相関法、流跡線解析法、時空間微分法などの対する性能評価が行われいくつかの改善案が提示された。ついで、計測されたデ-タ処理に関して、流れ画像上に時間的、空間的に離散した速度デ-タ群から流れの統計諸量を求める方法あるいは流れの空間構造を認識するアルゴリズムなどの提案がなされた。同時に、計測された空間デ-タを定量的に比較し評価する方法についても検討がなされた。PIVの計測精度および性能を向上させるため、処理画像の時空間の高解像度化および大規模デ-タ群の処理の高効率化、高速化がハ-ドウエアとソフトウエアの双方から検討された。実用的でユ-ザフレンドリな計測システムを構成するための入力から出力までの種々の処理方式について検討が行われいくつかの実用化システムの構成例が示された。以上の成果の詳細は、今後の研究の指針として、成果報告あるいは論文等の形で公表される。