【粒子画像流速測定法】

粒子画像流速測定法（particle image velocimetry, PIV）は、従来の熱線流速計やレーザー流速計のようにある測定点における流速を測定する手法と異なり、２次元または３次元空間における速度分布を時々刻々測定できる点に特徴があります。下の図は右側面から噴流が左向きに出ており、水槽内を循環しながら底面の流出口から下方に流れ出ている様子を可視化しています。この流れの可視化は古くから行われており、流れの定性的な様子を観測するための手法でしたが、最近ではディジタル画像処理が高精度化・高速化され、流れの可視化画像を画像処理して流速分布などの定量計測が可能となりました。これが粒子画像流速測定法であり、２次元画像を用いるため流速が空間分布として得られます。解析手法は様々なものが提案されていますが、下図のような時系列の画像を並べて局所的な可視化パターンを時間的に追跡することがよく行われます。

下の速度ベクトル図は上に示した流れ場を画像解析した時間平均結果です。右側壁からの流入部が少し不明瞭ですが、左半分の領域において時計方向に旋回する流れが観測できています。標準的な画像取り込みボードと短時間に２回連続パルス発光できる照明装置があれば、かなり高速の流動現象も捉えることが出来ます。

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