レンジフードの吸気によって、気流はどのように変化するのでしょうか？本動画では、キッチン環境における気流の流れをレーザーシートで可視化し、PIV（粒子画像流速計）を用いて解析します。

レンジフード周辺では、吸気条件によって気流の構造が大きく変化します。
本実験では、
・蒸気をトレーサーとして気流を可視化
・ハイスピードカメラで撮影
・PIV解析による流れの定量評価
を行い、吸気条件の違いによる流れの変化を比較しました。

【この動画で分かること】
・自然対流時の気流の挙動
・吸気強度による流れの違い
・レンジフード周辺の流れ構造
・PIVによる流れの解析方法

撮影協力：慶應義塾大学 理工学部 応用化学科  藤岡 沙都子 先生 岡屋 様
本動画では、シリコンオイルとグリセリンによる液液スラグ流の内部混合挙動を、PIV（粒子画像流速測定法）とDIC（デジタル画像相関法）を用いて解析した実験をご紹介します。スラグ内部で生じる複雑な流れ・変形・混合を“定量的に”把握することで、バイオ・医薬・化学における適用可能プロセスが広がります。

【実験の目的】
液液スラグ流を活用したプロセスを設計するため、スラグ（液滴）内部の混合状態を可視化・定量解析し、混合効率の最適化につなげることを目的としています。

【実験条件】
媒質1：シリコンオイル 10cSt
・流量：75 mL/h（シリンジポンプ）
媒質2：グリセリン 60 wt%
・流量：25 mL/h（シリンジポンプ）
流路構成
・市販T字継手で合流
・撮影部は PFAチューブ（内径φ2 mm）

【可視化・解析手法】
●PIV（粒子画像流速測定法）
スラグ内部の速度場を計測し、流入位置・壁面近傍のせん断・内部循環構造などを評価。

●DIC（デジタル画像相関法）
有限変形を評価できる「アルマンジひずみ（Euler–Almansi strain）」を算出しています。
アルマンジひずみは本来、固体の大変形解析で使用される指標ですが、流体中の変形・伸長・界面変形を評価する用途にも適用例 があり、スラグ内部の濃度・輝度分布から混合の進行度や局所変形を捉える解析に有効です。

スラグ内部の濃度分布や輝度変化を追跡することで、
・混合の進行度
・局所的な伸長
・界面の変形構造
を定量的に評価しました。

特に、内部の伸びやすい領域、変形が集中的に発生するポイントが視覚的に捉えられ、混合メカニズムの理解が大きく前進しています。

撮影協力：横浜国立大学  勝地 弘 先生  王 嘉奇 先生  Dr. Trush Arsenii 先生
風洞内に設置した円柱の後方に発生する「乱れた流れ（後流）」を、ステレオPIV（Stereo Particle Image Velocimetry） によって可視化・解析した実験を紹介します。2台のカメラを用いたステレオ撮影により、従来の2D-PIVでは得られなかった3成分速度分布U,V,W（2D3C）を取得。流れ場の速度ベクトルや渦構造を解析し、円柱後流における非定常性を可視化します。

【撮影条件】
・範囲：250mm×150mm
・画素数：640px×480px
・フレームレート：4,000fps
・シャッタースピード：250μs

撮影協力：横浜国立大学 空気力学研究室 北村 圭一 先生
風洞内に形状の違うをオブジェクトを配置して、後方流れを比較しています。流れをPIVで計測して速度ベクトルを算出。CFDデータのバリデーションを目的として実験を行いました。

【撮影条件】
範囲：347mm×130mm
画素数：1280px×480px
フレームレート：20,000fps
シャッタースピード：49μs

撮影協力：東京電機大学 機械工学科  高橋 直也 先生
回流水槽に配置した2種類のオブジェクト（円柱・翼型模型）後方の水流を可視化してPIVで速度ベクトルを算出しています。
【実験条件】
◇観測エリア：回流水槽断面積500×500mm
◇設定流速：500mm/s
◇オブジェクト
　・円柱：直径20mm
　・翼型模型：翼幅150mm　コード長90mm　厚さ18mm　迎角約11° 
【撮影条件】
◇フレームレート：2000fps
◇解像度：1280×1028px

撮影協力：青山学院大学 理工学部 機械創造工学科 渡辺 昌宏 先生
風洞に車種の違う4種類のミニカーを配置して車体まわりの気流を可視化しています。可視化された画像からPIVで速度ベクトルを算出しました。

撮影協力：横浜国立大学 大学院工学府 システム総合工学専攻 機械システム工学コース 百武 徹 先生
赤血球の動きをPIVとモーションキャプチャーとで解析した動画です。8～10μm程度の流路を流れる赤血球の動きをハイスピードカメラで撮影しています。画像解析をして速度ベクトル、動きの軌跡を表示で定量化しました。

【ハイスピードカメラの撮影条件】
解像度：1920×1080pixel
フレームレート：2000fps

この動画では、医療分野での可視化事例をまとめて紹介します。PIV（粒子画像流速測定法）、シュリーレン法、DIC（デジタル画像相関法）を駆使して、医療の現場でどのように可視化が役立っているのかを具体的な事例で紹介しています。

【動画収録内容】
①がん治療における音波感受性薬剤 気泡化ダイナミクスの検証
（撮影協力：東京大学 中川 桂一 先生）
②PIVによるカテーテルの性能評価
（撮影協力：桐蔭横浜大学 佐藤 敏夫 先生　山内 忍 先生）
③歯科治療時のサージカルスモーク可視化
（撮影協力：藤田医科大学 小林 義和 先生　金 珉廷 先生）
④歯科治療時に飛散するミストの可視化
（撮影協力：藤田医科大学 小林 義和 先生　金 珉廷 先生）
⑤エコー画像からひずみ計測
（撮影協力：東海大学 菊川先生）

ヘリコプターがホバリングした状態を想定したローター周りの気流をPIVで解析しています。地面効果内でホバリングするローター周りを可視化した事例です。

【PIVソフトFlow ExpertⅡ2D2Cによる算出項目】
・瞬時速度ベクトル
・流脈線
・発散
・渦度
・散逸
・レイノルズ応力
・乱流エネルギー
・FFT後処理：パワースペクトル密度

撮影協力：東京理科大学 工学部機械工学科 石川研究室
サイドミラー周りの気流を風洞実験を行い、PIVで解析した様子を動画で紹介しています。燃費向上や騒音低減にも繋がる、サイドミラーの形状と気流の関係を解明します。

➡動画内で使用した「PIV用光源」のカタログをダウンロードする

カルマン渦をステレオPIVで解析。円柱後方で発生したカルマン渦をステレオPIV（2次元3成分）で解析して、速度ベクトルを算出しました。レーザーシート光源で可視化されたカルマン渦を2台のハイスピードカメラで撮影して解析した結果をご紹介します。

➡動画内で使用した「PIVシステム」のカタログをダウンロードする

撮影協力：東京電機大学 工学部 機械工学科　高橋 直也 先生
ステレオPIVで 回流水槽に設置した翼型模型（NACA0012）の翼端渦を解析しています。PIVで速度ベクトル（u,v,w）を算出し、ポスト処理として発散・渦度・散逸・パワースペクトル密度を算出しました。

【実験条件】
翼迎角：5°
流速：350mm/sec（水槽｜パーソナルタンク）
撮影範囲：200mm×200mm
撮影のフレームレート：200fps

➡動画内の実験で使用したソフトウェア PIVソフト「Flow ExpertⅡ」のカタログをダウンロードする

ステレオPIVの5つの解析事例を紹介しています。光源には可視化用ルミネッセンス光源「Lumino-Yellow」を使用。流体を画像から定量化するステレオPIVの事例をご覧ください。

➡動画内で使用した「PIV用光源」のカタログをダウンロードする

【収録内容】
・カーエアコンの気流
・液体の攪拌
・熱源からの上昇気流
・ワイプ動作の塵埃
・スプレーの噴霧

撮影協力：上智大学 理工学部 機能創造理工学科　渡邉 摩理子 先生
この動画では、火災旋風の複雑なメカニズムと、その未解明な側面に焦点を当てています。実験室で再現された火災旋風を通じて、PIV計測を用いてこの現象の深層に迫ります。旋回流の速度ベクトルを算出し、旋風が周囲の空気を取り込みながら回転する流れを定量化しています。

この実験は、火災現場での安全対策の強化や、火災抑制システムの開発に役立つデータを提供することを目的としています。また、PIV計測の流れについてもふれており、流体力学、火災科学、および危機管理における、学習材料としてご参考いただければ幸いです。

➡動画内で使用したPIVシステム一式のカタログをダウンロードする