ステレオPIVシステム2D3C｜奥行き方向成分を含む3成分速度を可視化・計測

奥行き方向の速度成分まで捉える、2次元3成分PIVシステム
ステレオPIV 2D3Cは、2台のカメラで同じレーザーシート面を異なる角度から撮影し、計測面内の速度成分に加えて、奥行き方向の速度成分も算出するPIV計測システムです。後流、翼端渦、旋回流、風洞実験、水槽実験など、三次元性が重視される流れ場の評価に適しています。

ステレオPIVは、計測面内の速度分布だけでなく、奥行き方向の速度成分も評価したい場合に適しています。後流、翼端渦、旋回流、風洞実験、水槽実験、複雑な流れ場の比較など、流れの3次元性を把握したい用途で活用できます。

カメラのセンサー面、レンズ面、レーザーシート面の関係を調整し、斜め撮影でも撮像面全体にピントが合う条件を作ります。

※カメラ配置、レンズ選定、シャインフラグ配置、キャリブレーションは計測精度に関わります。
実験装置や撮影条件に合わせて、必要な構成をご相談いただけます。

ステレオPIVとの違いを確認したい方へ
2D2C PIVは、計測断面内の2方向速度成分を評価する基本的なPIV計測です。奥行き方向の速度成分まで評価したい場合や、三次元性のある流れを確認したい場合は、ステレオPIVが候補になります。

ステレオPIVでは、2台のカメラ配置、シャインフラグ条件、キャリブレーション、解析方法が計測結果に関わります。デモでは、対象の流れに対してステレオPIVが適用できるか、3成分速度としてどのような解析結果が得られるかを確認できます。

ステレオPIVは、平面内の速度分布だけでは把握しにくい、奥行き方向の速度成分や三次元性を持つ流れ場の評価に活用できます。翼端渦、後流、旋回流、模型まわりの流れなど、計測面を横切る速度成分が重要になる現象では、3成分速度データを取得することで、流れの構造をより詳しく確認できます。

カトウ光研では、風洞実験や水槽実験をはじめ、研究開発・流体評価の目的に応じたステレオPIV計測に対応しています。対象の流れや撮影環境に合わせて、カメラ配置、レーザーシート光源、キャリブレーション、解析ソフトウェアまで含めた構成をご提案します。

撮影協力：東京電機大学 工学部 機械工学科 高橋 直也 先生
翼端付近に発生する渦構造は、計測面内の速度だけでなく、奥行き方向の速度成分も含めて評価することが重要です。ステレオPIVを用いることで、翼端渦の発生位置、流れの巻き込み、渦構造の変化を3成分速度データとして可視化・解析できます。

ステレオPIVでは、後流中の速度分布に加えて、計測面を横切る速度成分も取得できます。渦の発生位置、流れの揺らぎ、後流幅の変化などを3成分速度として評価できるため、CFD解析結果との比較や流れ場の検証に活用できます。

設置から撮影、解析までの流れを確認することで、必要なカメラ配置、キャリブレーション手順、解析結果の見え方を具体的に把握できます。導入前のデモやテスト撮影では、2D2C PIVで十分か、ステレオPIVが必要かを判断する材料にもなります。

撮影協力：東京理科大学 石川 仁 先生 青野 光 先生
ステレオPIVを用いることで、羽ばたき動作によって発生する後流や渦の変化を、3成分速度として解析できます。翼の動作条件、羽ばたき周波数、形状の違いによる流れの変化を比較し、推進性能や流体構造の評価に活用できます。