事例動画:シュリーレン法

衝撃波の可視化 ~ マッハ数推計

撮影協力:横浜国立大学 空気力学研究室 北村 圭一 先生  福嶋 岳 特任研究員
超音速流れ中に置かれたオブジェクト周りの衝撃波をシュリーレン法で可視化しています。オブジェクトは直径14mm 半長角15°の円錐型模型。主流マッハ数1.8の流れで発生する衝撃波をシュリーレン法で可視化し、ハイスピードカメラで撮影した映像です。撮影した映像から画像解析でマッハ角を算出しマッハ数の推計まで行った事例となります。

【超音速風洞】
観測窓:φ90mm
主流マッハ数:約1.8
オブジェクト:直径14mm 半長角15°円錐型模型

斜め衝撃波の反射形態を可視化

撮影協力:豊田工業高等専門学校 機械工学科 小谷 明 先生
超音速で伝播する衝撃波をシュリーレン法で可視化しました。

【シュリーレン法で衝撃波を可視化】
衝撃波は通常目に見えない波ですが、光学的な可視化手法であるシュリーレン法であれば観測することができます。実験装置で発生させた衝撃波をオブジェクトに衝突させ、反射する様子をハイスピードカメラでとらえています。

【斜め衝撃波の反射⇒”ノイマン・パラドクス”】
平面の衝撃波が垂直ではなく斜めの壁にぶつかった時 特殊な反射が起こります。この反射面に斜めに入射した時に発生する現象を”斜め衝撃波の反射”といいます。斜め衝撃波の反射は弱い衝撃波のとき理論値と実験結果が一致しないことで知られており、この現象を”ノイマン・パラドクス”と呼びます。

今回の実験では この”ノイマン・パラドクス”解明のための基礎データ収集がテーマで様々な条件で衝撃波を発生させて画像を取得しました。

カラーシュリーレンで衝撃波を可視化_衝撃波とは

衝撃波とは【技術コラム】

運動解析とは、人や物の特徴点ごとの座標値を算出し、動きが加わった時の変化量を算出する画像処理技術です。モーションキャプチャー、動作解析とも言われています。人の関節やロボットのノズルなど、計測したい対...続きを読む

カルコゲナイドガラスの脈理を可視化

車載カメラや監視カメラで用いられるカルコゲナイドガラス内部の脈理を見える化。ガラス脈理検査装置 FGシリーズでは、目視で内部の脈理を検査できます。カルコゲナイドガラス品質検査のニーズが高まっている中、今までは内部の不均一性を可視化することは困難でした。ガラス脈理検査装置 FGシリーズは、高い視認性と独自の画像処理技術を使って、脈理や研磨ムラなど微細な欠陥を見える化します。

ガラス脈理検査_スマートフォンのガラスの画像

ガラス脈理検査【目的・用途別の可視化技術】

ガラスは、その透明性や硬さ、化学的安定性などの特性から、日常生活から産業分野まで欠かせない物質です。しかし、ガラス製品の製造過程や取り扱いにおいて、さまざまな品質不良が発生することがあります。これらの品質不良は、ガラスの性能や外観、そして安全性に影響を及ぼす可能性があります。本ページでは脈理を始め、ガラスの代表的な品質不良について...詳細ページ

水素を見える化

次世代のエネルギーとして注目される「水素」をシュリーレン法の技術を使って見える化しました。ノズルから放出される水素の”密度差”を シュリーレン法で画像としてとらえます。撮影にハイスピードカメラを使用した 「水素のスーパースロー映像」です。この動画では、目に目えない水素が見える化された様子がわかります。脱CO2社会を目指す上で注目されている水素の基礎研究として、見える化(可視化)技術をご参考ください。

次世代エネルギー水素の可視化_水素タンク複数の画像

次世代エネルギー水素の可視化【目的・用途別の可視化技術】

シュリーレン法は、光の屈折現象を利用して密度変化を可視化する技術です。このシュリーレン法を用いることで、超音波の伝播状態を観測することができます。さらに専用の画像処理を組み合わせることで、微細な超音波も高感度で撮影できます。...詳細ページ

1650m/s 圧力波の可視化:キャビテーション

撮影協力:JAXA(宇宙航空研究開発機構)宇宙科学研究所 宇宙飛翔工学系 坂本 勇樹 先生
キャビテーション気泡が崩壊する時に発生する圧力波を可視化しました。可視化には「シュリーレン法」を用いて圧力波(衝撃波)が伝播する様子を鮮明にとらえています。

【シュリーレン法で圧力波の可視化】
シュリーレン法は目に見えない無色透明の流れを可視化できます。平行な光を照射して密度勾配から流れを敏感に見ることができます。

【秒速約1650mで伝播していく圧力波をハイスピード撮影】
撮影は「毎秒30万コマ」でハイスピード撮影をしています。高速で動いていく圧力波の様子をスーパースロー映像でとらえています。

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