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スキャニングステレオPIV

画像処理流速計(PIV, Particle Image Velocimetry)は流体速度の多点同時計測法として普及してきており、重要な流体計測法として従来の点計測手法と並んで認知されつつある。最近ではカメラ1台による2成分PIV (2D2CPIV, Two-Dimensional Two-Component PIV)だけでなく、複数台のカメラを用いた3成分PIV(2D3CPIV, Two-Dimensional Three-ComponentPIV)も一般的になっている。本研究では、高速度C-MOSカメラ(2kfps with 1024x1024pixels Photron)と高繰り返し数のNd:YLFパルスレーザー(20mJ/pulse @2kHz Positive Light)を使用し、光学スキャナによりレーザーシートをスキャンすることで円形自由噴流場の三次元PIV(3D3CPIV, Three-Dimensional Three-ComponentPIV)計測を行い、乱流場の三次元渦構造を可視化した。詳細は下記論文を参照のこと。


Hori, T., Sakakibara, J., 2004, "High Speed Scanning Stereoscopic PIV for 3D Vorticity Measurement in Liquids", Measurement Science and Technology, Vol.15, No.6, pp.1067-1078. (PDF)

スキャニング・ステレオPIVの原理図。ステレオPIVの計測面を高速でスキャンし、三次元的に計測します。
 

高速度C-MOSカメラ(2台)
流路(左)とレーザおとびスキャナー(右)

実験風景


実験結果

スキャニングステレオPIVによる円形自由噴流の三次元渦構造;左から噴流レイノルズ数1000,2000,3000
画像下部が噴流上流


噴流渦構造の時間的発展;左から噴流レイノルズ数1000,2000