可視化情報学会誌
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36 巻 , 142 号
選択された号の論文の7件中1~7を表示しています
特集記事
  • 木倉 宏成, 元祐 昌廣, 和田 守弘
    2016 年 36 巻 142 号 p. 6
    発行日: 2016年
    公開日: 2017/07/01
    ジャーナル オープンアクセス
  • 田坂 裕司, 白鳥 貴久, 芳田 泰基, 村井 祐一
    2016 年 36 巻 142 号 p. 7-11
    発行日: 2016年
    公開日: 2017/07/01
    ジャーナル オープンアクセス

    不透明液体の時空間流動情報の取得が可能な超音波流速分布計(UVP)を用いたレオメトリの紹介を行った.速度場には応力,歪み,歪み速度の関係を表すレオロジー物性が反映されるため,シンプルな流れの体系において流れ場計測を行い,それを解析することでレオロジー物性を取得することが可能である.この解説記事では,流れの体系として振動回転を付与された円筒容器内流れを採用し,これを用いて分散気泡液体の実効粘度評価と,チキソトロピー性流体の一種であるモンモリロナイト懸濁液の時間依存して変化するレオロジーの評価を紹介した.それらに加えて,レオロジーモデルを使用しないレオロジー物性の評価法として新しく導入した概念である,flow surfaceについて解説した.

  • 河合 秀樹, 大石 義彦, 木倉 宏成
    2016 年 36 巻 142 号 p. 12-15
    発行日: 2016年
    公開日: 2017/07/01
    ジャーナル オープンアクセス

     反応を伴う混相流の流体解析は,化学,バイオ,食品産業分野でも重要であり,得られた知見は装置設計等に大きな指針を与える.しかし流れが複雑でその大半は不透明であるため計測が困難な場合が多い.超音波計測は不透明な混相流においても高精度且つ時空間的に速度場を計測できるため,今後これら流体挙動の解明に大きな期待が寄せられる.

     化学産業等で一般的に使用されているインペラ攪拌などは流れ場に局所せん断を生じさせ不均一な流れになりやすく,せん断による細胞破壊が致命的になるバイオリアクターでは問題である.その点Taylor渦流れ(Taylor Vortex Flow;)は単純な二重円筒構造で,インペラもなく局所せん断の影響が少ないためバイオリアクターにも適すると言われている.しかし,装置のコンパクト化に伴い上下固定境界端の影響が大きくなると乱流へのカオス流動と干渉し合って流れが複雑になる.ここでは超音波計測法を用いてこれら複雑な流れを把握し,解析を行った.

  • 植木 祥高
    2016 年 36 巻 142 号 p. 16-20
    発行日: 2016年
    公開日: 2017/07/01
    ジャーナル オープンアクセス

     UVP計測法が様々な液体金属流れに適用されている.本稿においては核融合炉にて伝熱媒体として使用が検討されている液体金属リチウム鉛に着目し,リチウム鉛流れのUVP計測に関する現時点までに行ってきた一連の研究を概括するとともに今後の展望について紹介する.

  • 和田 守弘, 古市 紀之, 嶋田 隆司
    2016 年 36 巻 142 号 p. 21-25
    発行日: 2016年
    公開日: 2017/07/01
    ジャーナル オープンアクセス

    UVPを利用した流量計測法は,配管内流速分布を周積分することを基本原理としており,流速分布が軸対称ではない流れ等に対しても高精度計測が期待されている.加えて,配管の外部から流量計測を実施することが可能であり,例えば既設の流量計の近辺に配管等の改造なく参照流量計として設置することができる.著者らはUVPを利用した流量計測法をオンサイトキャリブレーションにおける参照流量計として用いることを最終的な目標としており,これまでに得られている基本的な不確かさの解析及びその妥当性評価について,実流試験結果と共に示す.また,実用場で想定される上流に十分な直管長を確保できない流れ場,特に立体配管下流を模擬した流れ場における流量計測の不確かさ評価について実施した実流試験結果ならびに不確かさの支配的要因分析のため分散分析(ANOVA)を用いた例を紹介する.

  • 村川 英樹, 村松 瑛
    2016 年 36 巻 142 号 p. 26-30
    発行日: 2016年
    公開日: 2017/07/01
    ジャーナル オープンアクセス

    超音波速度分布計測法(UVP法)は,測定線方向の一次元速度分布が計測できることから,速度分布を周積分することで流量を高精度に計測する手法が提案されてきた.しかしながら,UVP法に用いられるパルスドップラ法には,ナイキストの定理に基づく計測速度限界が存在し,広い領域の高速流を計測することが困難である.そこで本稿では,計測可能距離を変化させず,より速い速度を計測可能とするための計測速度限界拡張法を導入することで,従来手法では困難な高流量計測が可能であることを示した.しかしながら計測速度が速くなるほど,測定線方向の計測間隔を広くする必要がある.これにより壁面近傍での計測速度の不確かさ,および流量算出における速度の離散化誤差が増大し,流量計測における誤差増大の要因となる.そこで,壁面近傍において小さな測定体積で計測するためにマルチウェイブ超音波法を導入し,高精度な流量計測が可能であることを紹介した.

  • 木倉 宏成, 井原 智則
    2016 年 36 巻 142 号 p. 31-35
    発行日: 2016年
    公開日: 2017/07/01
    ジャーナル オープンアクセス

    フェイズドアレイUVP法による二次元速度ベクトルの可視化について紹介した.UVP法は様々な流動に適用される事を念頭に,まずアレイ探触子の設計評価手法について述べた.そして,音場分布の数値計算結果と実際の計測結果の差異について示し,探触子設計においてグレーティングローブの取り扱いが重要である事を示した.続いて,ベクトル再構成のための信号処理手法について述べた.本稿で紹介した手法では,アレイ探触子内の複数の受信素子で独立してドップラー周波数を算出し,それらを連立することでベクトルを算出する.本手法を基にフェイズドアレイUVP計測システムを構築した.そして,速度ベクトルの推定誤差について水平配管内十分発達流を用いて評価し,ベクトル角度及び速度絶対値が妥当である事を確認した.そして水槽からの流出場を対象とした計測例について紹介し,フェイズドアレイUVP法が二次元速度ベクトルの可視化に有効である事を示した.

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