報告書番号

U93037

タイトル（和文）

画像処理手法による流速計測法の高精度化－円筒容器内の過渡流動現象への適用－

タイトル（英文）

VELOCITY MEASUREMENTS OF TRANSIENT FLOWS IN CYLINDRICAL TANK BY IMAGE PROCESSING WITH SUB-PIXEL ACCURACY

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高精度の流速計測が可能な画像処理法を開発した。本手法では，画像データに対する前処理により輝度分布を有するかたちで流体中のトレーサの画像が背景から分離される。トレーサの重心座標は，輝度分布に対する２次回帰曲面からサブピクセル精度で算出される。同一トレーサの重心点を異なるフレーム上で特定するためには，探索領域を設定するトラッキング法を用いており，トラッキングを行うフレーム数を変えながら重心点の特定が行えるので，高低流速が共存する流れ場にも有効である。また，流速ベクトルの方向は，特定された重心点群に対して求めた回帰多項式の接線方向として定めている。本手法により，回転ディスクにより生起される円筒容器内の過渡流動現象に対して，流速分布の時間的・空間的な変化が適切に把握された。

概要 （英文）

A PARTICLE TRACKING VELOCIMETRY(PTV) SYSTEM HAS BEEN DEVELOPED TO OBTAIN INSTANTANEOUS TWO VELOCITY COMPONENTS IN SEVERAL SECTIONS IN THREE-DIMENSIONAL SPACE. THE FLOW IS VISUALIZED BY PARALLEL LASER-LIGHT SHEETS CREATED BY A SCANNING LASER BEAM. THE VISUALIZED PARTICLE IMAGES ARE TAKEN BY A HIGH-SPEED VIDEO SYSTEM SYNCHRONIZED WITH THE SCANNING. TO OBTAIN HIGHER-ACCURACY VELOCITY MEASUREMENTS THAN NORMAL PTV,SOME IMPROVEMENTS WERE MADE TO THE EXTRACTION OF PARTICLEIMAGES,DETERMINATION OF CENTER POINTS,DERIVATION OF VELOCITY COMPONENTS,ETC.. THE IMPROVED PTV WAS APPLIED TO TRANSIENT FLOWS IN A CYLINDRICAL TANK WITH A ROTATING DISC. AS A RESULT,TWO-DIMENSIONAL TRANSIENT FLOWPATTERNS WITH LARGE SCALE DISTURBANCES WERE CAPTURED CONTINUOUSLY IN THREE-DIMENSIONAL SPACE.

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