マルチ×(スケール:レーザー:カメラ)・スマートPIVの開発

开发多×（尺度：激光：相机）智能PIV

基本信息

批准号：
21H04582
负责人：
赤林伸一
金额：
$ 13.64万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

2021年度は実大室内空間を模擬し家庭用エアコンが設置された実験用チャンバー（測定対象断面は5ｍ×2.2ｍ）を対象にスマートPIVシステムの構築を行うことを目的とし、等温状態において換気・空調気流性状の測定を行った。トレーサ粒子の選定及び発生方法、レーザーライトシートの配置法、複数のカメラを用いた可視化画像の撮影法、画像解析手法及び解析パラメータの最適化、複数のカメラによるPIV解析結果の合成方法の検討を行った。また、PIV解析結果の補正手法を構築した。さらに熱線風速計及び超音波風速計を用いて、PIV測定結果との比較を行った。トレーサはオイルミストを使用し、均等間隔で穴の開いたダクトを接続したスモークジェネレータを複数台を用いてミスト散布（シーディング）を行うことにより、良好な気流の可視化を行う手法を構築した。また可視化光源の配置では障害物による影が生じることのないよう、複数のレーザ光源により測定対象空間内で比較的均一なトレーサ反射光の輝度分布が得られる光源の配置方法を構築した。また、複数台のカメラで取得した可視化画像の解析では最適となるPIVパラメータの検討方法を構築した。さらに1つの空間をそれぞれのカメラで撮影した可視化画像からPIV解析により算出した速度ベクトルを、解析後に1つの画像として合成する手法を構築した。開発したPIVシステムにより、等温時の実大室内空間において室内全体の気流性状を測定することとともに室内の隅角部に生じる渦やエアコン吹出気流の詳細な気流性状も取得することが可能となった。

在2021财年，目的是为实验室（测量的5m x 2.2m的测量部分）构建一个智能PIV系统，其中安装了家庭空调，在等温条件下进行了通风和空调气流的测量。我们研究了选择和生成示踪剂颗粒的方法，放置激光灯板的方法，使用多个摄像机拍摄可视化图像的方法，优化图像分析方法和分析参数，以及将PIV分析结果与多个摄像机结合的方法。另外，构建了PIV分析结果的校正方法。此外，与热线风速计和超声波态度计进行了比较与PIV测量结果进行了比较。通过使用油雾作为示踪剂和雾化（播种），使用多个烟雾发电机与带有均匀间隔空间的孔相连的多个烟雾发电机来构建一种方法来可视化良好的气流。此外，为了防止在排列可视化光源时障碍物引起的阴影，一种放置光源的方法，其中使用多个激光光源构建示踪剂反射光的亮度分布。此外，我们构建了一种检查PIV参数的方法，该方法最适合分析用多个相机获得的可视化图像。此外，构建了一种方法来合成通过PIV分析根据每个摄像机在一个空间中拍摄的可视化图像计算得出的速度向量，作为一个分析后的单个图像。开发的PIV系统允许在等温条件下在整个房间内的气流特性测量整个房间的气流特性，并且可以获得详细的气流特性，例如在房间的角落和空调的气流吹出的涡流。