砕波帯における微細気泡を含む気液混相現象の解明

解释气液多相现象，包括破波区中的微泡

基本信息

批准号：
17760409
负责人：
森信人
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760409/
关键词：
砕波帯気泡ボイド率混相流乱流ボイド計画像計測 PIV

项目摘要

2カ年計画の最終年度である本年度は,砕波帯において砕波により水中に連行される空気塊の特性について検討を行った.砕波帯内の時空間的な空気混入特性と水の流体運動を同時計測するため,シャドーグラフ法とPIV法を組み合わせ,ボイド率と気泡周りの2次元空間的な流速を求める手法を開発した.砕波帯内の流体運動に追従できるように,画像の記録には高解像度高速度CMOSカメラを用いた.液相の流速の計測には半導体連続レーザーと蛍光励起塗料を散布した微小粒子を用いたPIV法を用い,気相側の計測は平面LEDを側壁として用いてシャドーグラフ法によりボイド率を推定する手法を開発した.まず始めに,気液混相流場における気泡の形状および速度を推定する可視化手法(BTV法)を用いて砕波帯内の気液混相特性を明らかにした.気泡径分布の時間的変動とボイド率,平均気泡径の非定常性およびこれら気相・液相統計量の関係にっいて新たな知見を得た.さらに3次元構造を持つ砕波帯の気液混相特性を把握するため,気液混相流場における気泡の3次元形状およびその移動速度を同時に推定する計測手法を開発し,仮想および水理実験を行い,その妥当性について検討を行った.その結果,気泡形状と速度を3次元的に同時に測定する手法を開発した.得られた手法を仮想実験および実際の気泡群に適用し,時空間的に変化する3次元流体場の気泡計測が可能とした.

今年，这是两年计划的最后一年，我们调查了空气质量的特征，这些特征是通过断裂波带中的波浪夹在水中的空气肿块的特征。为了同时测量断裂波带中的空间和颞空气污染特性和水的流体运动，我们开发了一种确定气泡周围空隙速率和二维空间流速的方法。为了跟踪断裂波带中的流体运动，使用高分辨率的高速CMOS摄像头来录制图像。我们使用PIV方法使用半导体连续激光器和用荧光激发涂料喷涂的微粒来测量液相的流速，以及使用阴影图估算空隙速率的方法，使用阴影图使用平面LED作为侧壁进行测量，以在蒸气相侧进行测量。首先，我们使用了使用阴影图方法估算空隙率的方法。可视化方法（BTV方法）用于估计气泡的形状和速度，用于阐明断裂波带中气体混合相的特性。关于气泡直径分布的时间变化，平均气泡直径的不稳定以及这些气相和液相统计之间的关系，获得了新的发现。此外，为了了解具有三维结构的断裂波带的气体混合相特征，开发了一种测量方法，以同时估算气泡混合相流量场中气泡的三维形状及其运动速度及其移动速度，以及实际和液压实验，以检验该气泡形状，并检查了该气泡形状。结果，开发了一种在三个维度中同时测量气泡形状和速度的方法。将所获得的方法应用于虚拟实验和实际气泡基团，使得在三维流体场中测量气泡，以改变时空。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Air bubble measurements of the surf zone breaking waves by bubble tracking velocimetry

通过气泡跟踪测速法测量冲浪区破碎波的气泡

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Proceedings of the 30th International Conference on Coastal Engineering (印刷中)
影响因子：
0
作者：
Kashima;H.;N.Mori;S.Kakuno
通讯作者：
S.Kakuno

Scale effects of air bubble characteristics in the surf zone

冲浪区气泡特性的尺度效应

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Journal of Geophysical Research, Ocean (印刷中)
影响因子：
0
作者：
Mori;N.;T.Suzuki;S.Kakuno
通讯作者：
S.Kakuno

砕波混入気泡運動の画像計測

破碎波携带的气泡运动的图像测量

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
海岸工学論文 53
影响因子：
0
作者：
森信人;加島寛章
通讯作者：
加島寛章

Experimental study on bubble and turbulence relations in the surf zone.

冲浪区气泡与湍流关系的实验研究。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Proceedings of Third Asia Pacific Coasts 2005
影响因子：
0
作者：
Mori N.;Kakuno;S.;T.Suzuki;Y.Ohnishi
通讯作者：
Y.Ohnishi

砕波帯における連行気泡特性とその推定

波浪破碎区夹带气泡特征及其估计

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
海岸工学論文 53
影响因子：
0
作者：
森信人;中川智史;山田浩之;角野昇八
通讯作者：
角野昇八

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DOI：
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通讯作者：
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通讯作者：
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