魚の挙動解析用画像処理システムの開発

魚通過可能な水車ランナケーシングをアクリルで製作し,ビデオカメラで魚が通過する様子を撮影可能にした.また,4種類のディフューザ(ストレート型,広がり角15°および24°のディフューザ,広がり角24°のドラフトチューブ)を製作し,水車に取り付けた.実験より,ランナ内を魚が通過する場合の水車性能,ランナ内流速,ケーシングの壁面圧力(負圧)およびランナの翼枚数を詳細に調べ,魚の通過率との関係を明らかにした.その結果,魚が通過する条件を次のように絞り込むことができ,画像処理を行うための基礎データが得られた.1.魚が通過可能な水車回転数は,無負荷運転時では250rpmに達するが,最高効率運転時には150rpm程度が限界である.2.魚が通過可能なケーシング内の負圧は,無負荷運転時には-40mm水柱程度であったが,最適負荷運転時には-500mm水柱程度まで魚は通過可能である.3.魚の体長は通過率に大きく影響する.つまり,ランナ回転数が速かったり,羽根枚数が多いことによる通過し易さは,体長が小さいほど有利である.しかし,流速等が速いと大きな魚の方が体力が優るため,通過し易いことがある.本研究によって,水車の条件によっては,魚には1秒当たり体長の10倍程度の遊泳能力があることが明らかになった.以上のようにランナ内流速,圧力,魚の体長,遊泳能力に関する結果を取りまとめた.今後はこれらをデータベース化し,画像処理システムに載せ,環境に優しい魚が通過可能な水車形状および運転状態の決定を行う予定である.

魚通過可能な水車ランナケーシングをアクリルで製作し,ビデオカメラで魚が通過する様子を撮影可能にした.また,4種類のディフューザ(ストレート型,広がり角15°および24°のディフューザ,広がり角24°のドラフトチューブ)を製作し,水車に取り付けた.実験より,ランナ内を魚が通過する場合の水車性能,ランナ内流速,ケーシングの壁面圧力(負圧)およびランナの翼枚数を詳細に調べ,魚の通過率との関係を明らかにした.その結果,魚が通過する条件を次のように絞り込むことができ,画像処理を行うための基礎データが得られた.1.魚が通過可能な水車回転数は,無負荷運転時では250rpmに達するが,最高効率運転時には150rpm程度が限界である.2.魚が通過可能なケーシング内の負圧は,無負荷運転時には-40mm水柱程度であったが,最適負荷運転時には-500mm水柱程度まで魚は通過可能である.3.魚の体長は通過率に大きく影響する.つまり,ランナ回転数が速かったり,羽根枚数が多いことによる通過し易さは,体長が小さいほど有利である.しかし,流速等が速いと大きな魚の方が体力が優るため,通過し易いことがある.本研究によって,水車の条件によっては,魚には1秒当たり体長の10倍程度の遊泳能力があることが明らかになった.以上のようにランナ内流速,圧力,魚の体長,遊泳能力に関する結果を取りまとめた.今後はこれらをデータベース化し,画像処理システムに載せ,環境に優しい魚が通過可能な水車形状および運転状態の決定を行う予定である.