| 第Ⅰ部 基礎とデータ処理 |
| はじめに 1 |
| 第1章 温度と熱流束の計測 |
| 1.1 非定常熱伝達率評価のための表面熱流束計測 3 |
| 1.1.1はじめに 3 |
| 1.1.2薄膜測温素子の製作法と問題点 3 |
| 1.1.3主たる熱流束計の種類 5 |
| 1.1.4測定法 6 |
| 1.1.5薄膜熱流束計による円柱はく離域の熱伝達率の測定 7 |
| 1.1.6まとめ 10 |
| 1.2赤外線放射温度計による物体表面温度計測 11 |
| 1.2.1はじめに 11 |
| 1.2.2熱放射の特徴 12 |
| 1.2.3赤外線温度計の特徴 16 |
| 1.2.4温度測定のポイント 18 |
| 1.2.5熱流体の新しい計測法としての応用例 19 |
| 1.2.6まとめ 23 |
| 1.3ミクロレベルの微小点温度計測 24 |
| 1.3.1はじめに 24 |
| 1.3.2AFMによる温度計測 25 |
| 1.3.3赤外線放射温度計による温度計測 28 |
| 1.3.4半導体素子の電気特性の温度変化を利用した温度計測 31 |
| 1.3.5他の光学的温度計測法 32 |
| 1.3.6まとめ 33 |
| 参考文献 33 |
| 第2章 流体の温度と成分濃度のレーザ分光計測 |
| 2.1はじめに 35 |
| 2.2共通の基盤事項 35 |
| 2.2.1分光の基礎 35 |
| 2.2.2実験装置要素の基礎 36 |
| 2.3散乱法による温度・濃度計測 40 |
| 2.3.1分子散乱現象の基本原理 40 |
| 2.3.2レーリー散乱法 41 |
| 2.3.3ラマン散乱法 45 |
| 2.3.4CARS 49 |
| 2.3.5まとめ 52 |
| 2.4レーザ誘起蛍光法による温度・濃度計測 52 |
| 2.4.1はじめに 52 |
| 2.4.2分子の蛍光の測定原理 53 |
| 2.4.3定量的計測法 55 |
| 2.4.4計測法の幾つかの重要事項 59 |
| 2.4.5計測事例 60 |
| 2.4.6まとめ 68 |
| 参考文献 69 |
| 第3章 流体の速度計測 |
| 3.1熱線流速計による速度・温度計測 71 |
| 3.1.1はじめに 71 |
| 3.1.2流体中の細線の熱平衡式(熱線と冷線) 71 |
| 3.1.3.熱線流速計による速度計測 72 |
| 3.1.4冷線による温度計測 77 |
| 3.1.5変動する速度と温度の同時計測 79 |
| 3.1.6まとめ 82 |
| 3.2レーザによる速度計測 82 |
| 3.2.1はじめに 82 |
| 3.2.2トレーサ粒子と信号 83 |
| 3.2.3測定プローブの構造と測定原理 86 |
| 3.2.4周波数シフタの効用 88 |
| 3.2.5LDVによる2方向速度成分の計測 90 |
| 3.2.6位相ドップラー法LDVによる球状粒子計測 90 |
| 3.2.7信号処理、粒子の検出 91 |
| 3.2.8速度、粒径、形状同時計測 93 |
| 3.2.9 LDV光学系を用いた投影法による粒子計測 94 |
| 3.3粒子画像処理による速度分布計測 96 |
| 3.3.1はじめに 96 |
| 3.3.2粒子像の特性 99 |
| 3.3.3透視投影 101 |
| 3.3.4PIVの測定原理 102 |
| 3.3.5PTVの測定原理 106 |
| 3.3.6三次元計測 110 |
| 3.3.7まとめ 113 |
| 3.4カルマンフィルタ型流速計 113 |
| 3.4.1はじめに 113 |
| 3.4.2ノイズを含んだ定常スカラの最小二乗推定 114 |
| 3.4.3多変数の最小二乗推定 116 |
| 3.4.4非定常線形カルマンフィルタ 117 |
| 3.4.5非線形確率システムでの状態量推定 118 |
| 3.4.6まとめ 119 |
| 参考文献 119 |
| 第4章 電磁波・音波による計測 |
| 4.1ホロブラフィーによる熱流体計測 124 |
| 4.1.1はじめに 124 |
| 4.1.2二光路千渉計(干渉を利用した計測の原理) 124 |
| 4.1.3ホログラフィーとホログラフィー干渉計 127 |
| 4.1.4ホログラフィー干渉計を用いた熱流体計測の実例 135 |
| 4.1.5まとめ 138 |
| 4.2MRIによる流動計測 139 |
| 4.2.1はじめに 139 |
| 4.2.2NMRおよびMRIの原理 139 |
| 4.2.3MRIによる流体計測の方法 142 |
| 4.2.4計測装置 143 |
| 4.2.5計測例 145 |
| 4.2.6まとめと将来展望 147 |
| 4.3超音波による流速分布計測 148 |
| 4.3.1はじめに 148 |
| 4.3.2測定原理 148 |
| 4.3.3応用 157 |
| 4.3.4まとめ 162 |
| 参考文献 162 |
| 第5章 新しいアルゴリズムのデータ処理への応用 |
| 5.1コンピュータトモグラフィーの利用 164 |
| 5.1.1はじめに 164 |
| 5.1.2X線によるボイド率の測定原理 165 |
| 5.1.3X線ディスクスキャナの開発 167 |
| 5.1.4二相流計測用X線CTスキャナのアルゴリズム 172 |
| 5.1.5X線CTスキャナによる燃料集合体内ボイド率分布の測定 175 |
| 5.1.6まとめ 179 |
| 5.2ニューラルネットと遺伝的アルゴリズムの利用 180 |
| 5.2.1はじめに 180 |
| 5.2.2感温液晶法による温度計測へのニューラルネットの利用 180 |
| 5.2.3速度ベクトル画像計測への遺伝的アルゴリズムの利用 183 |
| 5.2.4まとめ 188 |
| 参考文献 188 |
| 第Ⅱ部 画像計測の実際 |
| はじめに 189 |
| 第1章 各種流れの速度計測 |
| 1.1回転羽根車内流れの画像計測 190 |
| 1.1.1はじめに 190 |
| 1.1.2実験装置 191 |
| 1.1.3濃度パターン相関法 192 |
| 1.1.4計測例 194 |
| 1.1.5問題点 195 |
| 1.1.6検定画像と過誤ベクトル率 196 |
| 1.1.7まとめ 198 |
| 1.2PIVによるエンジン内流れの計測 199 |
| 1.2.1はじめに 199 |
| 1.2.2エンジン計測用PIVに必要な特性 199 |
| 1.2.3PIV方式の選択 200 |
| 1.2.42CCDカメラ方式PIVシステムの構成 202 |
| 1.2.5流速の計算方法 203 |
| 1.2.6供試機関 204 |
| 1.2.7実験結果 205 |
| 1.2.8本方式の課題 207 |
| 1.2.9まとめ 207 |
| 1.3音響流・熱対流の共存場の画像計測 208 |
| 1.3.1はじめに 208 |
| 1.3.2実験法 209 |
| 1.3.3画像処理 211 |
| 1.3.4計測結果 213 |
| 1.3.5まとめ 215 |
| 1.4フォトクロミックダイによる表面張力流の可視化 216 |
| 1.4.1フォトクロミズム 216 |
| 1.4.2フォトクロミックダイによる流れの可視化 218 |
| 1.4.3表面張力駆動流 218 |
| 1.4.4表面張力変化による液面流動 219 |
| 1.4.5自然対流場での表面張力変化 220 |
| 1.4.6濃度差に基づくマランゴニ対流 223 |
| 1.4.7まとめ 225 |
| 1.5LIFによる希薄気体流の画像計測 225 |
| 1.5.1はじめに 225 |
| 1.5.2よう素のLIFによる希薄気体流の画像計測 226 |
| 1.5.3酸素のLIFによる希薄気体流の可視化 233 |
| 1.5.4まとめ 234 |
| 参考文献 234 |
| 第2章 速度・温度・濃度の複合計測 |
| 2.1PIV,LIFによる伝熱面近傍の乱流熱流束の時系列計測 236 |
| 2.1.1はじめに 236 |
| 2.1.2原理および計測上の留意点 236 |
| 2.1.3計測システムの構成 240 |
| 2.1.4実験流路および条件 240 |
| 2.1.5計測手順 241 |
| 2.1.6計測結果 243 |
| 2.1.7まとめ 247 |
| 2.2LIFによる液膜の厚さと温度の同時計測 247 |
| 2.2.1はじめに 247 |
| 2.2.2LIFによる温度・厚さ計測の概要 248 |
| 2.2.3色素の選定 249 |
| 2.2.4液膜厚さと温度の同時計測 253 |
| 2.2.5まとめ 256 |
| 2.3CO2溶解・拡散現象のレーザ計測 257 |
| 2.3.1はじめに 257 |
| 2.3.2気液界面から水中へのCO2吸収過程の可視化 257 |
| 2.3.3CO2溶解・拡散挙動のレーザ画像診断 262 |
| 2.3.4CO2のガス濃度の計測 264 |
| 2.3.5まとめ 266 |
| 2.4マイクロカプセル液晶による温度・速度の同時計測 266 |
| 2.4.1はじめに 266 |
| 2.4.2感温液晶による温度場の画像計測 267 |
| 2.4.3液晶による速度・温度の同時計測 273 |
| 2.4.4まとめ 279 |
| 参考文献 280 |
| 第3章 火災・噴霧の計測 |
| 3.1PIVによる噴流火災内ガス流動の微細構造計測 282 |
| 3.1.1はじめに 282 |
| 3.1.2噴流火災内の乱れ渦分布 282 |
| 3.1.3相互相関PIVのための光学系と画像 284 |
| 3.1.4相互相関PIVにおける留意事項 286 |
| 3.1.5ガス流動計測の結果および考察 288 |
| 3.1.6まとめ 290 |
| 3.2雰囲気LIF法による間欠ガス噴流の濃度・温度場の計測 291 |
| 3.2.1はじめに 291 |
| 3.2.2雰囲気LIF法による濃度画像計測 291 |
| 3.2.3よう素の物性 294 |
| 3.2.4実験条件の設定と計測精度の検討 297 |
| 3.2.5温度画像計測原理 298 |
| 3.2.6雰囲気LIF法による温度・濃度同時計測の実例 299 |
| 3.2.7まとめ 301 |
| 3.3エキサイプレックスLIFによる燃料噴霧内の蒸気濃度計測 301 |
| 3.3.1はじめに 301 |
| 3.3.2エキサイプレックスLIFの原理 302 |
| 3.3.3燃料蒸気濃度の計測法 303 |
| 3.3.4燃料蒸気濃度の定量化 305 |
| 3.3.5補正によって得られる燃料蒸気の濃度・温度分布 308 |
| 3.3.6まとめ 309 |
| 3.4非定常噴霧火災内のすすとOHラジカルの計測 310 |
| 3.4.1はじめに 310 |
| 3.4.2非定常噴霧火災内のすすとOHの同時可視化 310 |
| 3.4.3レーザ誘起蛍光法によるディーゼル噴霧火災の計測 316 |
| 3.4.4まとめ 319 |
| 参考文献 320 |
| 索引 321 |
| むすび 322 |
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