可視化情報学会論文集
Online ISSN : 1346-5260
ISSN-L : 1346-5252
41 巻, 3 号
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  • 奥 隆夫, 平原 裕行, 姜 東赫
    2021 年 41 巻 3 号 p. 1-10
    発行日: 2021年
    公開日: 2021/04/30
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    水中に設置されたノズルから気泡が離脱する際には,気泡のもつ固有振動数による単極子振動が発生し、呼吸モードであることが知られている.この発生音の周波数はMinnaertの式で表され、水中気泡に関する離脱、変形および合体などの挙動については数多くの研究がなされてきたが、音源としての力学的な振る舞いについては多くの未解明な部分が残されている.本研究では超解像と呼ばれる画像処理手法を用いて、この呼吸モードを直接可視化する.気泡が振動する際の振幅は非常に小さく、通常の観察ではサブピクセルレベルとなり計測できないが、Optical flowと周波数フィルタを組み合わせて変位計測を可能とした.実測に先立ち、計測手法の妥当性を検証するため、撮影パラメータ(界面幅、サンプリング周波数、輝度階調)の範囲を数値実験で確認し、動電型加振器ディスクの境界面を用いて撮影に適する条件(単一周波数および矩形波)を検証して超解像解析が可能であることを示した.これらの検証実験の条件を用いて、内径4mm、6mmのノズルから離脱する気泡の呼吸モードの振動振幅を計測した.得られた振幅値は著者らがCFDシミュレーションを使った気泡の呼吸モードについて報告した値とほぼ一致し、計測の妥当性が示された.

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