JPH0567911B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、物体の周囲の気流の流れ方向を検
出する方法に関するものである。

［従来の技術］ 風洞実験において、風洞内に設置した実験用模
型の周囲の気流の流れ方向を検出する場合、従
来、タフトを用いたり、風向板の頂部に螢光塗料
などを塗つた風向指示器を用いて、気流の流れ方
向を可視化し、流れ方向を検出している。

これら従来の方法では、いずれも、可視像を目
で観察することにより、気流の流れ方向を検出す
るものであり、またその検出結果の記録も、可視
像を一般のカメラで写真撮影するものであつたた
め、次のような問題点があつた。

(1) 気流の乱れが大きな箇所では、一定時間内の
流れ方向分布状況を定量化したり、主方向を特
定するのが難しい。

(2) 気流の乱れが大きな箇所では、、写真撮影そ
のものが極めて難しい。即ち、露出時間の設定
が難しく、気流の乱れの大きい箇所に露出を合
わせると、乱れの少ない箇所や実験用模型の部
分が露出オーバーになり易い。

(3) 写真撮影にあたり、実験用模型や風向指示器
またはタフトの陰影ができ易く、これを防ぐた
めには照明方法が非常に難しい。

(4) 気流の乱れを定量化する適当な方法がない。
可視像をビデオカメラで連続撮影し、ビデオテ
ープレコーダーにより可視像を一コマずつ再生
して、追跡する方法が考えられるが、現実的に
は難しく、一般には行なわれていない。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、従来は、風洞実験において、実
験用模型の周囲での気流の流れ方向を、容易に検
出することが困難であつた。

この発明の目的は、上述の現状に鑑み、風洞実
験における場合は勿論のこと、一般に物体の周囲
での気流の流れ方向を、容易に検出することがで
きる、検出方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明の検出方法は、気流の流れ中に置かれ
た物体の周囲に、風向板の頂部の放射率を小とし
た風向指示器を設置し、前記物体および前記風向
指示器に上方から赤外線を照射し、前記赤外線を
照射した状態下に、前記物体および前記風向指示
器を上方から赤外線カメラで撮影し、かくして、
前記物体の周囲での前記気流の流れ方向を検出す
ることに特徴を有するものである。

以下、この発明の検出方法について詳述する。

第１図は、この発明の検出方法の一実施態様を
示す説明図、第２図Ａは、第１図の検出方法で使
用する風向指示器を示す正面図、第２図Ｂは、第
２図ＡのＡ断面図である。

第１図において、１は風洞２内の床２ａ上に設
置した実験用模型などの物体、３は物体１の周囲
の床２ａ上に設置した風向指示器である。気流４
は風洞２内を、図の左方向から右方向へ向けて通
風される。風向指示器３は、気流４の、物体１の
周囲での流れ方向を検出したい箇所の床２ａ上
に、必要個数設置する。

風向指示器３の構造は、第２図Ａ，Ｂに示す通
りである。即ち、風向指示器３は、アルミ薄肉管
などの軽量な管５の外面に、発泡スチロール板な
どからなる軽量な風向板６を、管５の長手方向に
沿つて固定し、そして、管５内を挿通させた虫ピ
ンなどの支柱７によつて、管５を回転自在に台板
８上に垂直に支持させてなつている。風向板６を
固定した管５が支柱７の廻りでスムーズに回転す
るように、例えばガラスビーズ９を管５と台板８
との間に介挿する。ガラスビーズ９の個数は、気
流４の、物体１の周囲での流れ方向を検出したい
高さに風向板６を位置させるように、調節する。
風向板６の頂部６ａは、アルミ箔など放射率の小
さい（逆に反射率は大きい）材料の細片を貼り付
けるなどによつて、放射率を小としてある。風向
指示器３は、台板８の下面に設けた両面接着テー
プ１０などによつて、風洞２内の床２ａ上に固定
する。

なお、物体１の外面、特に上面、および、風洞
２内の床２ａの、物体１周囲の面は、放射率の大
きい（逆に反射率は小さい）材料で作るか、放射
率の大きい仕上げ（例えば艶消しの黒色ペイント
塗り）とすることが好ましい。

以上のように、風洞２内に設置した物体１の周
囲に、風向指示器３を設置したならば、物体１お
よび風向指示器３に上方から赤外線を照射する。
赤外線の照射は、投光器または加熱器からなる赤
外線照射手段１１により、風洞２の天井２ｂに設
けた窓１２を通して行なえばよいが、このとき、
各風向指示器３の風向板６の頂部６ａに、赤外線
が均一に照射されるようにする。必要ならば、赤
外線照射手段１１を天井２ｂの下面に設けて、行
なつてもよい。天井２ｂの撮影用の窓１２は、開
放としておいても、シリコーングラス、ポリエチ
レンフイルムなどの赤外線の透過性が良好な材料
を張つておいてもよい。

赤外線を照射したならば、次いでその照射した
状態下に、風洞２の天井２ｂの撮影用窓１２を通
して、物体１および風向指示器３を上方から赤外
線カメラ１３で撮影する。このとき、風向指示器
３の風向板６の頂部６ａは、放射率を小としてあ
るために、物体１および風洞２内の床面２ａより
も、照射した赤外線を強く反射する。従つて、赤
外線カメラ１３での撮影による赤外線画像上に、
風向板６の頂部６ａが高温部分として表示され
る。即ち、気流４の、物体１の周囲での流れ方向
が、頂部６ａの画像として、風洞２内の照度や撮
影条件によらずに、明確に検出される。

［発明の効果］ この発明の検出方法は以上の様に構成されるの
で、次のような効果を有する。

(1) 簡単な段取り、機器で、風洞内に設置の物体
の周囲での気流の流れ方向を、極めて容易、且
つ明確に検出することができる。

(2) 気流の乱れの大きい箇所での、ある一定時間
内での流れ方向の分布状況や、卓越風向の特定
などが可能である。即ち、赤外線撮像装置に汎
用的に開発されている積分機能をそのまま利用
して、赤外線画像の一定時間内の指定数画面
（例えば、２，４，８，16，32，64枚等の画面）
を積分することにより、赤外線画像の表示温度
分布状況を表わした積分画像を得れば、その積
分画像から、気流の流れ方向分布状況を知るこ
とができる。例えば、第３図に示すような赤外
線画像の積分画像１４が得られた場合、高温表
示の画像部分１４ａが気流の流れ方向の主方向
を示し、周辺と何らかの温度差がある低温表示
の画像部分１４ｂに至るまで（第３図中、記号
ｌで示す）が、気流の乱れの範囲を示してい
る。

(3) 各時刻毎の撮影結果が熱分布データとして記
録されるので、この熱分布データを処理するこ
とにより、一定時間内の流れ方向の頻度分布の
算定ができ、定量的な解析もできる。

(4) 可視像を利用した検出とは異なり、風洞内の
照度分布、照明条件、風洞内の実験用模型など
物体による陰および影などの条件によらずに、
物体の周囲での気流の流れ方向を精度よく検出
することができる。

(5) 撮影結果の記録データは、各画面の各画素
（画面を構成する一単位。現在、縦512×横512
≒262000画素のものもある）毎に保存されてい
るために、前述した積分によるだけでなく、和
による気流の流れ方向の主方向の特定や、流れ
方向の頻度によるカラー表示なども容易に可能
である。

(6) 風洞実験時だけでなく、実際の設備や現場で
利用して、対象物体の周囲での気流の流れ方向
の検出が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の検出方法の一実施態様を
示す説明図、第２図Ａは、第１図の検出方法で使
用する風向指示器を示す正面図、第２図Ｂは、第
２図ＡのＡ断面図、第３図は、赤外線画像の積分
画像の一例を示す模式図である。図面において、 １……物体、２……風洞、２ａ……床、２ｂ…
…天井、３……風向指示器、４……気流、５……
管、６……風向板、６ａ……頂部、１１……赤外
線照射手段、１２……窓、１３……赤外線カメ
ラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 気流の流れ中に置かれた物体の周囲に、風向
   板の頂部の放射率を小とした風向指示器を設置
   し、前記物体および前記風向指示器に上方から赤
   外線を照射し、前記赤外線を照射した状態下に、
   前記物体および前記風向指示器を上方から赤外線
   カメラで撮影し、かくして、前記物体の周囲での
   気流の流れ方向を検出することを特徴とする、物
   体周囲の気流の流れ方向検出方法。