Tohoku Univ：超音速ジェット噴流を可視化：
Visualisation des jets supersoniques :
Visualisierung von Überschalljets:
Visualization of supersonic jet jets:
超音速噴氣機的可視化：
ー元映像の５０倍の速度で噴流を再現ー
ー圧縮センシングで再構成ー
東北大学
小澤雄太特任助教
野々村拓准教授「超音速ジェットの噴流を可視化する技術」を開発した。
- 高速カメラでは４khzで撮影し、
- マイクでは２００khzで音を測る。
- 音響と画像を組み合わせ２００Khzの画像を再構成。
「元の映像の５０倍の速度」で噴流を可視化できた。
さまざまな高速現象に適用できると考えられる。
圧縮センシングで再構成：
圧縮センシングという処理技術を用いて高速画像を再構成した。
まず粒子画像速度計測法で噴流の速度場を撮影する。
撮影速度は４キロヘルツ。
２５０μ秒ごとに１枚を撮影する。
５μ秒間隔で音響計測：
音響計測では、２００Khzで５マイクロ秒間隔で計測する。
計測データの次元を削減し、
「画像と音響を対応させる線形回帰モデル」を作る。
５μ秒間隔画像を再現：
ここから、「撮影されていない５μ秒間隔の画像」を作成する。
これで、渦構造が流れる様子が再現された。
ジェット噴流に限らず、高速で複雑な現象を可視化できる。
ニュースイッチ
超音速ジェット噴流の流れを従来の 50 倍の速さで 可視化- 騒音公害や構造物破壊の抑制に期待 –
https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20220704_03web_jet.pdf
Université du Tohoku : Visualisation des jets supersoniques :
-Reproduire le jet à 50 fois la vitesse de la vidéo originale-
-Reconstruit par détection compressée-
Université du Tohoku
Yuta Ozawa Professeur adjoint spécialement nommé
Professeur agrégé Taku Nonomura
Nous avons développé une “technologie pour visualiser le jet d’un jet supersonique”.
Filmez à 4khz avec une caméra à haute vitesse,
Le microphone mesure le son à 200khz.
Reconstruire une image de 200Khz en combinant le son et l’image.
Le flux de jet a pu être visualisé à “50 fois la vitesse de l’image originale”.
On considère qu’elle peut s’appliquer à divers phénomènes à grande vitesse.
Reconstruit par détection compressée :
Les images à grande vitesse ont été reconstruites à l’aide d’une technique de traitement appelée détection compressée.
Tout d’abord, le champ de vitesse du jet est photographié par la méthode de mesure de vitesse par image de particules.
La vitesse de prise de vue est de 4 kHz.
Prenez une photo toutes les 250 μs.
Mesure acoustique à intervalles de 5 μs :
En mesure acoustique, la mesure est effectuée à 200 Khz à des intervalles de 5 microsecondes.
Réduire la dimension des données de mesure,
Créer un “modèle de régression linéaire associant image et son”.
Reproduisez les images à des intervalles de 5 μ secondes :
À partir de là, “une image non photographiée à des intervalles de 5 μs” est créée.
Avec cela, l’apparence de la structure de vortex qui coule a été reproduite.
Non limité aux jets à réaction, il est possible de visualiser des phénomènes complexes à grande vitesse.
Nouvel interrupteur
Visualisation du flux de jet supersonique 50 fois plus rapide qu’avant – Prévu pour supprimer la pollution sonore et la destruction de la structure –
Universität Tohoku: Visualisierung von Überschalljets:
-Reproduzieren Sie den Jet mit der 50-fachen Geschwindigkeit des Originalvideos-
-Rekonstruiert durch Compressed Sensing-
Tohoku-Universität
Yuta Ozawa Speziell ernannter Assistenzprofessor
Außerordentlicher Professor Taku Nonomura
Wir haben eine „Technologie zur Visualisierung des Strahls eines Überschalljets“ entwickelt.
Nehmen Sie mit einer Hochgeschwindigkeitskamera mit 4 kHz auf,
Das Mikrofon misst den Ton bei 200 kHz.
Rekonstruieren Sie ein Bild mit 200 kHz, indem Sie Ton und Bild kombinieren.
Der Strahlstrom konnte mit “50-facher Geschwindigkeit des Originalbildes” visualisiert werden.
Es wird davon ausgegangen, dass es auf verschiedene Hochgeschwindigkeitsphänomene angewendet werden kann.
Rekonstruiert durch Compressed Sensing:
Hochgeschwindigkeitsbilder wurden mit einer Verarbeitungstechnik namens Compressed Sensing rekonstruiert.
Zuerst wird das Geschwindigkeitsfeld des Strahls durch das Partikelbild-Geschwindigkeitsmessverfahren fotografiert.
Die Aufnahmegeschwindigkeit beträgt 4 kHz.
Machen Sie alle 250 μs eine Aufnahme.
Akustische Messung im 5 μs-Takt:
Bei der akustischen Messung wird die Messung bei 200 kHz in Intervallen von 5 Mikrosekunden durchgeführt.
Reduzieren Sie die Dimension von Messdaten,
Erstellen Sie ein „lineares Regressionsmodell, das Bild und Ton verknüpft“.
Reproduzieren Sie Bilder in Intervallen von 5 μs:
Von hier aus wird “ein nicht fotografiertes Bild in 5-μs-Intervallen” erstellt.
Damit wurde das Erscheinungsbild der fließenden Wirbelstruktur reproduziert.
Nicht auf Jetjets beschränkt, ist es möglich, komplexe Phänomene mit hoher Geschwindigkeit zu visualisieren.
Neuer Schalter
50-mal schnellere Visualisierung von Überschallstrahlströmungen als zuvor – Soll Lärmbelästigung und Strukturzerstörung unterdrücken –
Spatiotemporal superresolution measurement based on POD and sparse regression applied to a supersonic jet measured by PIV and near-field microphone
SpringerLink
Abstract
The present study
proposed the framework of the spatiotemporal superresolution measurement based on the sparse regression with dimensionality reduction using the proper orthogonal decomposition (POD).The non-time-resolved particle image velocimetry (PIV) and the time-resolved near-field acoustic measurements using microphones
were simultaneously performed for a Mach 1.35 supersonic jet.
POD is applied to PIV and microphone data matrices,
and the sparse linear regression model of the reduced-order data is calculated using the least absolute shrinkage and selection operator regression.
The effects of the hyperparameters of the superresolution measurement
were quantitatively evaluated through randomized cross-validation.
The superresolved velocity field indicated the smooth convection of the velocity fluctuations associated with the screech tone,
while the convection of the large-scale structures at the downstream side was not observed.
The proposed framework
can reconstruct the unsteady fluctuation with multiple frequency phenomena,although the reconstruction is limited to the phenomena that are associated with the microphone output.
https://link.springer.com/article/10.1007/s12650-022-00855-6