权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

3軸方向速度成分の3次元空間分布測定を可能にする粒子画像計測法の開発

开发能够测量三个轴方向速度分量的三维空间分布的粒子图像测量方法

基本信息

批准号：
15760110
负责人：
細川茂雄
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760110/
关键词：
流体計測 PIV 3次元レーザ計測

项目摘要

粒子画像計測法(PIV, PTV)は、流速の瞬時空間分布を測定でき、流体の力学的評価に資する実験データを得られる計測手法として幅広く用いられるようになった。しかし、現在市販されている粒子画像計測法では、瞬時速度場の3軸方向成分を3次元空間内で得ることはできない。本研究では、3軸方向速度の3次元分布を測定できる粒子画像計測手法を構築し、その実用性を評価することを目的とする。前年度は、計測手法原理の構築、3次元粒子位置計測システム開発、3軸方向速度の3次元分布算出用相関アルゴリズム開発を実施した。今年度は、これらのシステムを統合し、3次元粒子画像流速計測システムを構築した。また、予備実験を実施し、光学系および相関アルゴリズムに改良を加えた。開発したシステムを層流噴流、液滴周囲流れ、ダクト内乱流に適用し、1)2波長の散乱光強度の比からレーザシート奥行き方向の位置評価が可能であり、その誤差は5%以下であること、2)速度ベクトル算出時の最大計測誤差は相関値と強い相関があり、相関値に基づく過誤ベクトルの除去が可能であること、3)本システムにおける速度の測定誤差は、レーザシート平面内成分に対して5%以下、垂直成分に対して10%以下であること、4)本システムは、界面および循環を伴う沈降液滴周囲の3次元流動を良好に計測できること、5)本システムによりダクト内乱流場の速度測定が可能であり、測定した速度および乱れの分布は、レーザドップラ流速計による計測値と良く一致することを確認した。

Particle image measurement (PIV, PTV) is used to measure the instantaneous spatial distribution of flow velocity and to evaluate the dynamics of fluids. The three-axis component of the instantaneous velocity field is obtained in three-dimensional space by particle profiling. This study aims to determine the three-dimensional distribution of velocity in the three axes and to evaluate the feasibility of particle profiling techniques. In the past year, the construction of measurement method principle, the development of three-dimensional particle position measurement system, and the development of three-dimensional correlation system for calculating three-axis velocity have been implemented. This year, the three dimensional particle image flow measurement system is integrated. In addition, the optical system and the related equipment are improved. 1) Ratio of scattered light intensity of 2 wavelengths 2) Position evaluation of direction of travel 2) Maximum measurement error of velocity calculation 3) Correlation value 3) Correlation value 4) Correlation value 5) Correlation value 4) Correlation value 5) Correlation value 6) Correlation value 7) Correlation value 7) Correlation value 8) Correlation value 7) Correlation value 7) Correlation value 8) Correlation value 7) Correlation value 7) Correlation value 8) Correlation value 7) Correlation value 9) Correlation value 7) Correlation value 8) Correlation value 7) Correlation value 9) Correlation value 8) Correlation value 9) Correlation value 9) Correlation value 4) Correlation value 5) Correlation value 5) Correlation value 7) Correlation value 9) Correlation value 4) Correlation value 5) Correlation value 4) Correlation value 5) Correlation value 5) Correlation value 6) Correlation value 7) Correlation value 4) Correlation value 5) Correlation value 6) Correlation value 7) Correlation value 4) Correlation value 5) Correlation value 6) Correlation value 5) Correlation value 3) Measurement error of velocity in this system is less than 5% for in-plane component and less than 10% for vertical component; 4) Measurement error of velocity in this system is less than 5% for in-plane component and less than 10% for vertical component; 4) Measurement error of velocity in this system is less than 5% for in-plane component and less than 10% for vertical component; 5) Measurement error of velocity in this system is less than 5% for in-plane component and less than 10% for vertical component. The measurement value of the flow meter is confirmed.