Departmental Bulletin Paper BOS 法を用いた軸対称模型周りにおける非定常衝撃波の3次元定量計測
Quantitative 3-D measurement of unsteady shockwaves around an axial symmetry model using the BOS method

稲毛, 達朗  ,  伊藤, 拓海  ,  太田, 匡則

52 ( 1 )  , pp.13 - 18 , 2018-02-01 , 湘南工科大学
ISSN:09192549
NCID:AN10400308
Description
衝撃波現象や渦流れを含む高速な非定常流れ場における新しい定量計測手法としてBOS法を用いた研究が数多くされている.BOS法は簡素な光学系と市販の一眼レフカメラを用いて流れ場の密度を定量的に計測することができる計測手法である.そこで本論文では,軸対称模型を製作し,模型周りにおける衝撃波現象の定量計測を試みている.そして軸対称流れという条件のもと取得した実験結果からCT再構成計算をおこない,三次元の定量計測を実現している.CT計算法には新しく開発されたSA再構成計算についてCUDAを用いて並列化したPSA再構成計算を適用している.流れ場に模型のような障害物がある場合,計測光源を遮ってしまうため,CT再構成計算によってノイズが発生してしまうことが知られているため,軸対称模型がある流れ場と軸対称模型がない流れ場について背景画像の歪み量を用いてBOS計測の精度向上について議論している.
In our previous study unsteady flow field including shockwave and vortexes were visualized by using the BOS (Background oriented schlieren) method. Our BOS measurement systems has consisted a digital camera, a background of the stripe pattern and a LED flash lamp. We have used a diaphragmless shock tube to produce shockwave and vortex. The shockwave have been released to the atmosphere from the high-pressure chamber (405.2kPa) and collide the axial symmetry model. A drive and gas for the shock tube are used air. The axial symmetry model are used the cone model. In our previous study, we have developed the automatic image processing for the BOS measurement and the parallel simulated annealing computed tomography (PSACT) reconstruction technique for an unsteady flow field including shockwaves. The PSACT reconstruction technique is the efficient algorithm for the simulated annealing computed tomography (SACT) reconstruction technique using the compute unified device architecture (CUDA). We constructed the three dimensional displacement distributions from measurement images which got by using the stripe pattern BOS (SP-BOS) measurement using PSACT reconstruction technique. In this paper, we have evaluated the measurement accuracy of the 3-D reconstruction result which got by PSACT reconstruction technique using SP-BOS measurement results.
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