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エンジンウォータージャケットのステレオPIV計測

ステレオPIV計測

ウォータージャケットは、極めて複雑な形状を持つエンジン部品です。 3次元形状データから光造形可視化モデルを製作し屈折率マッチングを用いてステレオPIV計測を行いました。
本計測は、複雑流路およびミリ流路のステレオ計測というFTRの技術の結集です。

出典:K. Nishino and J.-W. Choi, "Index-Matching Technique for Effective Liquid
Flow Diagnostics for Internal Combustion Engine", 20076592 (JSAE), 2007-32-0092
(SAE) (Proceedings of the 13th Small Engine Technology Conference, October 30-
November 1, 2007, Niigata, Japan) (2007).


3次元形状データのグラフィックス表示


3次元形状データのグラフィックス表示3次元形状データのグラフィックス表示

 

可視化モデル

製作された光造形モデルの肉厚が薄いため流体の圧力で破損する可能性があるため、
アクリルケースに同一流体を満たす流路を製作しました。これにより、モデルの内圧と
外圧を合致させました。

 

可視化モデル

可視化モデル

 

実験風景

実験風景

実験風景

 

解析結果(section2)

図1-a Section2(block1)の計測位置 図1-b x−y断面内の面内平均速度ベクトル(カラーは2次元速度ベクトル長さ)

図1-a Section2(block1)の計測位置

図1-b x−y断面内の面内平均速度ベクトル(カラーは2次元速度ベクトル長さ)

 

図1-c x−y断面内の面外(z方向)平均速度のカラーコンター 図1-d 平均速度分布(鳥瞰図)

図1-c x−y断面内の面外(z方向)平均速度のカラーコンター

図1-d 平均速度分布(鳥瞰図)

 

図2-a Section2(block2)の計測位置 図2-b x−y断面内の面内平均速度ベクトル(カラーは2次元速度ベクトル長さ)

図2-a Section2(block2)の計測位置

図2-b x−y断面内の面内平均速度ベクトル(カラーは2次元速度ベクトル長さ)

 

図2-c x−y断面内の面外(z方向)平均速度のカラーコンター 図2-d 平均速度分布(鳥瞰図)

図2-c x−y断面内の面外(z方向)平均速度のカラーコンター

図2-d 平均速度分布(鳥瞰図)

 

解析結果(section3)

下記のガスケットの各孔のミリ流路ステレオPIVを行いました。

ガスケットの各孔のミリ流路ステレオPIVを行いました

 

<ガスケット孔F>

x−y断面内の面内平均速度ベクトル(カラーは2次元速度ベクトル長さ) 平均速度分布(鳥瞰図)

x−y断面内の面内平均速度ベクトル(カラーは2次元速度ベクトル長さ)

平均速度分布(鳥瞰図)

 

<ガスケット孔C>

x−y断面内の面内平均速度ベクトル(カラーは2次元速度ベクトル長さ) 平均速度分布(鳥瞰図)

x−y断面内の面内平均速度ベクトル(カラーは2次元速度ベクトル長さ)

平均速度分布(鳥瞰図)