カトウ光研株式会社

気体・液体の流れを可視化

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気体・液体の流れを"可視化して計測する"

【PIV】気流の可視化とPIV計測イメージ
PIV Laserを使った、流れの可視化からPIVまでのイメージ動画です
流体に追従するトレーサー粒子(煙)にレーザーシートを照射、
可視化された流れをハイスピードカメラで撮影します

"気体・液体の流れを可視化"とは、流体現象を見える化しカメラで撮影できるようにする計測手法です。
通常目に見えない現象を可視化することにより、シミュレーション手法でしか評価ができない観測対象を実測で検証できるようになります。


流体現象の解明にはシミュレーション結果だけでは不十分だと考える技術者も多く、実際の流れを評価できる可視化計測のニーズは年々高まりを見せております。

また、撮影した画像を画像解析することにより、輝度情報の移動量から速度を算出、もしくは濃淡の変化をデータ化することができます。
可視化だけではあくまで定性的な評価方法でしかありませんので、数値化して定量的に評価するPIV計測は様々なフィールドで高い評価を得ております。

*PIVについてこちらで詳しく解説しています  PIVとは

気体・液体の流れ 可視化方法の違い(トレーサー粒子を使う)

流体を可視化するには流体に追従する粒子を使用します。
これをトレーサー粒子といい、空気や水の流れによって粒子の種類が変わります。

空気を可視化計測する場合は空気の流れに追随して挙動するスモーク粒子を散布します。
液体を可視化する場合、比重を合わせた粒子を混入しマーカーとして使用します。


観測対象や撮影画素数に合わせた適切な比重や粒径を選択しないと、実際の流れ場と異なる計測結果となってしまいますので、お客様の実験環境に合わせた最適なトレーサーのご案内をさせて頂きます。

*こちらでトレーサー粒子について詳しく説明をしています  気流用トレーサー 液相用トレーサー

気体・液体の流れ トレーサーの違いによる計測結果の違い

【PIV】液相用トレーサー粒子評価
PIV解析における需要なトレーサー粒子を比較しました
粒径・比重の違い比較しています

3段に可視化画像を載せており、上段は平均粒径10μ比重1.02、下段左は平均粒径90μ比重1.01、下段右は平均粒径250μ以上比重1.01となります。

動画の後半で流線を算出して表示していますが、同じ流体場でもトレーサー粒子によって解析結果に違いが出てしまうことが分かります。
粒子径と比重以外にも発光効率や材質、光源の明るさ、撮影視野角からPIV解析に適したシステム構成をご提案致します。

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