(57)【要約】【課題】ＰＩＶ装置をタフト試験の代替として用いることができる、タフト試験代替装置を提供すること。【解決手段】タフト試験代替装置は、複数の期間のそれぞれについて、複数の測定ポイントのそれぞれの流速ベクトルの時間平均を算出し、時間平均データを生成する、時間平均算出部と、前記複数の期間の各々の時間平均データを時刻順に表示する画像データを、タフト代替データとして生成する、データ生成部とを備える。【選択図】図２
2014119395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）装置によって得られたＰＩＶデータの時系列データを取得する、ＰＩＶデータ取得部と、
前記ＰＩＶデータに基づいて、タフト試験結果を模擬するタフト代替データを生成する、タフト代替データ生成部と、
を具備し、
前記ＰＩＶデータは、測定領域に設定された複数の測定ポイントのそれぞれにおける流速ベクトルを示すデータであり、
前記タフト代替データ生成部は、
複数の期間のそれぞれについて、前記複数の測定ポイントのそれぞれの流速ベクトルの時間平均を算出し、時間平均データを生成する、前記時間平均算出部と、
前記複数の期間の各々の時間平均データを時刻順に表示する画像データを、前記タフト代替データとして生成する、データ生成部とを備える
タフト試験代替装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたタフト試験代替装置であって、
前記時間平均算出部は、前記流速ベクトルの時間平均として、移動平均を算出するように構成されている
タフト試験代替装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたタフト試験代替装置であって、
前記データ生成部は、前記時間平均データを、ベクトルの長さが予め定められた一定の長さになるように変換し、変換後の時間平均データに基づいて、前記タフト代替データを生成するように構成されている。
タフト試験代替装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載されたタフト試験代替装置であって、
前記タフト代替データ生成部は、更に、前記ＰＩＶデータに基づいて、前記複数の測定ポイントにおいて流速ベクトルが算出されていない欠測ポイントを識別し、識別結果を示す欠測ポイントデータを生成する、欠測ポイント識別部を備える
タフト試験代替装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたタフト試験代替装置であって、
前記タフト代替データ生成部は、更に、前記欠測ポイントデータに基づいて、前記欠測ポイントにおける流速ベクトルが補完されるように前記ＰＩＶデータを変換する、補完部を備え、
前記時間平均算出部は、前記変換後のＰＩＶデータに基づいて、前記時間平均データを生成する
タフト試験代替装置。
【請求項６】
請求項５に記載されたタフト試験代替装置であって、
前記補完部は、前記流速ベクトルが算出されなかった時刻の前又は後の時刻における流速ベクトルに基づいて、前記欠測ポイントの流速ベクトルを補完するように構成されている
タフト試験代替装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載されたタフト試験代替装置であって、
前記補完部は、前記欠側ポイントの周囲に設定された測定ポイントの流速ベクトルに基づいて、前記欠測ポイントの流速ベクトルを補完するように構成されている
タフト試験代替装置。
【請求項８】
請求項４乃至７のいずれかに記載されたタフト試験代替装置であって、
前記ＰＩＶ装置は、
前記測定領域にトレーサを供給する、トレーサ供給機構と、
前記測定領域を撮像する撮像装置と、
前記測定領域の撮像画像に示されるトレーサの位置に基づいて、流速ベクトルを算出し、算出結果に基づいてＰＩＶデータを生成する、ＰＩＶデータ生成部とを備え、
前記タフト代替データ生成部は、更に、前記欠測ポイントデータに基づいて、前記欠測ポイントにトレーサが供給されるように、前記トレーサ供給機構の動作を制御する、トレーサ制御部を備える
タフト試験代替装置。
【請求項９】
ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）装置によって得られたＰＩＶデータの時系列データを取得するステップと、
前記ＰＩＶデータに基づいて、タフト試験結果を模擬するタフト代替データを生成するステップと、
を具備し、
前記ＰＩＶデータは、測定領域に設定された複数の測定ポイントのそれぞれにおける流速ベクトルを示すデータであり、
前記タフト代替データを生成するステップは、
複数の期間のそれぞれについて、前記複数の測定ポイントのそれぞれの流速ベクトルの時間平均を算出し、時間平均データを生成するステップと、
前記複数の期間の各々の時間平均データを時刻順に表示する画像データを、前記タフト代替データとして生成するステップとを備える
タフト試験代替方法。
【請求項１０】
ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）装置によって得られたＰＩＶデータの時系列データを取得するステップと、
前記ＰＩＶデータに基づいて、タフト試験結果を模擬するタフト代替データを生成するステップと、
を具備し、
前記ＰＩＶデータは、測定領域に設定された複数の測定ポイントのそれぞれにおける流速ベクトルを示すデータであり、
前記タフト代替データを生成するステップは、
複数の期間のそれぞれについて、前記複数の測定ポイントのそれぞれの流速ベクトルの時間平均を算出し、時間平均データを生成するステップと、
前記複数の期間の各々の時間平均データを時刻順に表示する画像データを、前記タフト代替データとして生成するステップとを備える
タフト試験代替方法を、コンピュータにより実現するための、タフト試験代替プログラム。
【請求項１１】
ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）装置によって得られたＰＩＶデータの時系列データを取得する、ＰＩＶデータ取得部と、
前記ＰＩＶデータに基づいて、タフト試験結果を模擬するタフト代替データを生成する、タフト代替データ生成部とを具備し、
前記ＰＩＶデータは、測定領域に設定された複数の測定ポイントのそれぞれにおける流速ベクトルを示すデータであり、
前記タフト代替データ生成部は、
各期間のそれぞれについて、前記複数の測定ポイントのそれぞれの流速ベクトルと隣接する複数測定ポイントの流速ベクトルとの平均を算出し、空間平均データを生成する、前記空間時間平均算出部と、
前記複数の期間の各々の空間平均データを時刻順に表示する画像データを、前記タフト代替データとして生成する、データ生成部とを備える
タフト試験代替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タフト試験代替装置及びタフト試験代替方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気流を可視化するために、タフト試験が行なわれる場合がある。
【０００３】
図１は、タフト試験の一例を示す概略図である。図１に示されるように、タフト試験を行なうために、複数の支持体１５（例えば、ピアノ線）に、複数のタフト１６（絹糸）が取り付けられる。複数のタフト１６は、格子状に取り付けられている。複数のタフト１６の各々は、重量が無視できる程度に軽い。各タフト１６は、気流に追随して動く。複数のタフト１６の動きは、気流を示している。これにより、気流を可視化することができる。
【０００４】
一方で、気流を可視化するための他の手法として、ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）装置を用いる手法も知られている。
【０００５】
上記に関連して、特許文献１（特開２０００−１５５１２４号公報）には、気流測定用可視化装置が開示されている。この気流測定用可視化装置は、水槽が配置され、超音波によりトレーサたるミストを発生するトレーサ発生部と、前記トレーサ発生部に接続され、上部に複数の噴出孔が長尺方向に所定間隔で設けられたトレーサ噴出パイプと、前記トレーサ発生部の直下に一体的に垂直に設けられ、前記トレーサ噴出パイプ方向に可視光を集光照射する反射板付長尺光源と、前記トレーサ噴出パイプおよび前記反射板付長尺光源を測定室内の所定の高さ位置に設定する脚部とを具備する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
タフト試験を行なう為には、試験装置を組み立て、測定部分に設置する必要がある。測定領域を変更する場合には、その都度、調整が必要である。そのため、試験準備に時間が費やされる。また、前記ＰＩＶでは、瞬時データや平均化したデータの表示はできても、そのままでは、ＰＩＶの高分解能のためにタフト試験と同様な動画を得ることは難しい。
【０００８】
そこで、本願発明者らは、種々の難点を解決することでＰＩＶ装置をタフト試験の代替として用いることを考えた。ＰＩＶ装置をタフト試験の代わりに使用できれば、試験準備などに費やされる負担を軽減できる。
【０００９】
ＰＩＶ装置では、測定領域の撮像画像に基づいて、測定領域に設定された複数の測定ポイントのそれぞれにおける流速ベクトルが求められる。そして、各測定ポイントの流速ベクトルを示す画像データが得られる。本願発明者らは、得られた流速ベクトルの画像データを時刻順に表示することにより、ＰＩＶ装置をタフト試験の代替として用いることを考えた。
【００１０】
しかしながら、ＰＩＶ装置は、タフト試験と比較して時間分解能が高い。そのため、得られた流速ベクトルの画像データには、タフト試験では反映されない高周波成分が含まれる。従って、そのままではタフト試験の代替としては使用できない、という問題点があった。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、ＰＩＶ装置をタフト試験の代替として用いることができる、タフト試験代替装置及びタフト試験代替方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るタフト試験代替装置は、ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）装置によって得られたＰＩＶデータの時系列データを取得する、ＰＩＶデータ取得部と、前記ＰＩＶデータに基づいて、タフト試験結果を模擬するタフト代替データを生成する、タフト代替データ生成部とを備える。前記ＰＩＶ装置は、トレーサが導入された測定領域の撮像画像を、異なる時刻において取得する、画像データ取得部と、取得した撮像画像に基づいて、前記測定領域に設定された複数の測定ポイントのそれぞれについて流速ベクトルを算出し、算出結果を示すデータを前記ＰＩＶデータとして生成する、ＰＩＶデータ生成部とを備える。前記タフト代替データ生成部は、複数の期間のそれぞれについて、前記複数のポイントのそれぞれの流速ベクトルの時間平均を算出し、時間平均データを生成する、前記時間平均算出部と、前記複数の期間の各々の時間平均データを時刻順に表示する画像データを、前記タフト代替データとして生成する、データ生成部とを備える。
【００１３】
本発明に係るタフト試験代替方法は、ＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）装置によって得られたＰＩＶデータの時系列データを取得するステップと、前記ＰＩＶデータに基づいて、タフト試験結果を模擬するタフト代替データを生成するステップとを備える。前記ＰＩＶ装置は、トレーサが導入された測定領域の撮像画像を、異なる時刻において取得する、画像データ取得部と、取得した撮像画像に基づいて、前記測定領域に設定された複数の測定ポイントのそれぞれについて流速ベクトルを算出し、算出結果を示すデータを前記ＰＩＶデータとして生成する、ＰＩＶデータ生成部とを備える。前記タフト代替データを生成するステップは、複数の期間のそれぞれについて、前記複数のポイントのそれぞれの流速ベクトルの時間平均を算出し、時間平均データを生成するステップと、前記複数の期間の各々の時間平均データを時刻順に表示する画像データを、前記タフト代替データとして生成するステップとを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＰＩＶ装置をタフト試験の代替として用いることができる、タフト試験代替装置及びタフト試験代替方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、タフト試験の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るタフト試験代替システムを示す概略図である。
【図３】図３は、ＰＩＶデータを示す概略図である。
【図４】図４は、タフト代替データ生成部を示すブロック図である。
【図５】図５は、タフト試験代替装置の動作方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、時間平均データの一例を示す概念図である。
【図７】図７は、タフト代替データ生成部を示すブロック図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係るタフト試験代替装置の動作方法を示すフローチャートである。
【図９】図９は、ＰＩＶデータの一例を示す概念図である。
【図１０】図１０は、変換後ＰＩＶデータを示す図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態に係るタフト代替データ生成部を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、タフト試験代替装置の動作方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、データ生成部の動作方法を示す概念図である。
【図１４】図１４は、タフト代替データ生成部を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、空間時間平均算出部の動作方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図２は、本実施形態に係るタフト試験代替装置３を有するタフト試験代替システム１を示す概略図である。タフト試験代替システム１は、タフト試験代替装置３に加えて、ＰＩＶ装置２、及び表示装置４を有している。
【００１８】
まず、ＰＩＶ装置２について説明する。ＰＩＶ装置２は、測定領域６における気流を解析する機能を有している。ＰＩＶ装置２は、トレーサ供給機構５、レーザ照射機構２８、撮像装置７、画像データ取得部９、ＰＩＶデータ生成部１０、及び解析部１１を有している。このうち、画像データ取得部９、ＰＩＶデータ生成部１０、及び解析部１１は、例えば、ＣＰＵがＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）に格納されたコンピュータプログラム８を実行することにより、実現される。
【００１９】
トレーサ供給機構５は、測定領域６にトレーサ２０を注入する機能を有している。レーザ照射機構２８は、測定領域６にレーザを照射する機能を有している。撮像装置７は、測定領域６を撮像する機能を有している。画像データ取得部９は、撮像装置７から、画像データを取得する機能を有している。ＰＩＶデータ生成部１０は、画像データに基づいて、ＰＩＶデータを生成する機能を有している。解析部１１は、ＰＩＶデータに基づいて、測定領域６における気流の統計量などを解析する機能を有している。
【００２０】
続いて、ＰＩＶ装置２の動作方法について説明する。
【００２１】
まず、トレーサ供給機構５により、測定領域６にトレーサ２０が注入される。更に、レーザ照射機構２８により、測定領域６にレーザが照射される。そして、撮像装置７により、測定領域６が撮像される。撮像装置７は、例えば、所定の間隔（例えば、１／３０秒間隔）で、複数回、撮像を行なう。
【００２２】
画像データ取得部９は、撮像装置７から、測定領域６の画像データを取得する。
【００２３】
次いで、ＰＩＶデータ生成部１０が、画像データに基づいて、ＰＩＶデータを生成する。図３は、ＰＩＶデータを示す概略図である。図３に示されるように、測定領域６には、複数の測定ポイント１８が設定されている。複数の測定ポイント１８は、格子状になるように、設定されている。ＰＩＶデータ生成部１０は、異なる時刻におけるトレーサ粒子の位置を検出し、検出結果に基づいて、各測定ポイント１８における流速ベクトル１７を算出する。ＰＩＶデータ生成部１０は、各測定ポイント１８の流速ベクトル１７を示す画像データを、ＰＩＶデータとして生成する。
【００２４】
ＰＩＶデータは、複数の時刻のそれぞれについて、生成される。例えば、ＰＩＶデータ生成部１０は、時刻ｔ１における画像データと、時刻ｔ１よりも前の時刻ｔ０における画像データとに基づいて、時刻ｔ１についてのＰＩＶデータを生成する。
【００２５】
生成されたＰＩＶデータは、解析部１１に通知される。解析部１１では、気流の統計量の解析などが行なわれる。但し、解析部１１における処理は、タフト試験代替装置３とは関係がない。
【００２６】
続いて、タフト試験代替装置３について説明する。
【００２７】
図３に示されるように、ＰＩＶデータには、タフト試験では反映されないような高周波成分も反映されている。そのため、単なる時系列のＰＩＶデータでは、タフト試験の代わりとして用いることができない。そこで、タフト試験代替装置３は、タフト試験の代わりとして用いることができるように、ＰＩＶデータの時系列データに基づいて、タフト代替データを生成する。タフト代替データは、表示装置４に表示される。
【００２８】
図２に示されるように、タフト試験代替装置３は、ＰＩＶデータ取得部１３、及びタフト代替データ生成部１４を備えている。タフト試験代替装置３は、例えば、コンピュータにより実現される。例えば、ＣＰＵがＲＯＭなどの記憶媒体に格納されたタフト試験代替プログラム１２を実行することにより、タフト試験代替装置３が実現される。
【００２９】
ＰＩＶデータ取得部１３は、ＰＩＶデータ生成部１０から、時系列のＰＩＶデータを取得する機能を有している。時系列のＰＩＶデータは、タフト代替データ生成部１４に送られる。
【００３０】
タフト代替データ生成部１４は、時系列のＰＩＶデータに基づいて、タフト代替データを生成する機能を有している。以下、タフト代替データ生成部１４の構成及び動作について詳述する。
【００３１】
図４は、タフト代替データ生成部１４を示すブロック図である。図４に示されるように、タフト代替データ生成部１４は、時間平均算出部２２、及びデータ生成部２３を備えている。
【００３２】
図５は、タフト試験代替装置３の動作方法を示すフローチャートである。図４及び図５を参照して、タフト試験代替装置３の動作方法を説明する。
【００３３】
ステップＳ１：ＰＩＶデータの取得
まず、ＰＩＶデータ取得部１３が、ＰＩＶデータ生成部１０から、時系列のＰＩＶデータを取得する。
【００３４】
ステップＳ２：時間平均算出
次いで、時間平均算出部２２が、時系列のＰＩＶデータに基づいて、時間平均データを生成する。図６は、時間平均データの一例を示す概念図である。時間平均算出部２２は、複数の期間のそれぞれについて、流速ベクトルの時間平均２４を算出する。流速ベクトルの時間平均２４は、測定ポイント１８ごとに、算出される。時間平均算出部２２は、複数の測定ポイント１８のそれぞれについて時間平均２４をベクトルとして示すデータを、時間平均データとして生成する。
【００３５】
ステップＳ３：タフト代替データ生成
次いで、データ生成部２３が、複数の期間の時間平均データに基づいて、タフト代替データを生成する。データ生成部２３は、複数の期間の時間平均データを時刻順に表示するデータを、タフト代替データとして生成する。すなわち、時間平均データの動画データが、タフト試験代替データとして生成される。タフト代替データは、表示装置４（例えばディスプレイ）に表示される。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、タフト試験代替装置３において、各測定ポイント１８における流速ベクトルの時間平均が算出される。時間平均を算出することにより、ＰＩＶデータに反映されている高周波成分を除去することができる。その結果、タフト代替データとして、時間平均データを時刻順に表示するデータを生成することにより、タフト試験におけるタフトの動きと同様の動きを示すデータを得ることができ、ＰＩＶ装置を用いてタフト試験の代替を行うことができる。
【００３７】
尚、時間平均算出部２２は、例えば、移動平均により、流速ベクトルの時間平均を算出することが好ましい。但し、時間平均算出部２２は、重複しない複数の期間のそれぞれについて、時間平均を算出してもよい。
【００３８】
また、時間平均算出部２２は、単位ベクトル平均により流速ベクトルの時間平均を算出してもよく、ベクトル平均により流速ベクトルの時間平均を算出してもよい。
【００３９】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態に対して、タフト代替データ生成部１４の構成及び動作が工夫されている。その他の点については、第１の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００４０】
図７は、タフト代替データ生成部１４を示すブロック図である。タフト代替データ生成部１４は、欠測ポイント識別部２５、補完部２６、時間平均算出部２２、及びデータ生成部２３を備えている。
【００４１】
図８は、本実施形態に係るタフト試験代替装置３の動作方法を示すフローチャートである。
【００４２】
ステップＳ１１；ＰＩＶデータの取得
本実施形態では、まず、既述の実施形態と同様に、ＰＩＶデータ取得部１３によって、時系列のＰＩＶデータが取得される。
【００４３】
ここで、ＰＩＶデータの取得時には、トレーサが測定領域６の全域に行き渡らない場合がある。図９は、ＰＩＶデータの一例を示す概念図である。既述のように、流速ベクトル１７は、トレーサ粒子の位置に基づいて算出される。そのため、トレーサ粒子が存在しない測定ポイント１８については、流速ベクトルが算出されない。その結果、図９に示されるように、流速ベクトル１７が存在しない測定ポイント（以下、欠測ポイント１９）が発生する場合がある。
【００４４】
ステップＳ１２；欠測ポイントの識別
そこで、本実施形態では、欠測ポイント識別部２５が設けられている。欠測ポイント識別部２５は、ＰＩＶデータに基づいて、欠測ポイント１９を識別し、識別結果を示す欠測ポイントデータを生成する。
【００４５】
ステップＳ１３；補完
欠測ポイントデータは、補完部２６に通知される。補完部２６は、欠測ポイント１９における流速ベクトルを、補完する。具体的には、補完部２６は、欠測ポイント１９の周辺に存在する測定ポイント１８の流速ベクトル１７を用い、内挿（又は外挿）により、流速ベクトルを補完する。これにより、図１０に示されるように、欠測ポイント１９における流速ベクトル２１が追加され、変換後ＰＩＶデータが得られる。
【００４６】
例えば、補完部２６は、下記数式１により、欠測ポイント１９における流速ベクトルの諸量Ｆを算出することにより、補完を行うことができる。
【００４７】
（数式１）；Ｆ＝Σ（ｆｉ＊（１／ｒｉ）／Σ（１／ｒｉ）
尚、数式１において、ｆｉは、近接する測定ポイントｉにおける諸量を示し、ｒｉは、欠測ポイント１９と、近接する測定ポイントｉとの距離を示す。
【００４８】
ステップＳ１４、１５；時間平均算出及びタフト代替データ生成
以降の処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、時間平均算出部２２は、変換後（補完後）のＰＩＶデータに基づいて、時間平均データを生成する（ステップＳ１４）。データ生成部２３は、時間平均データに基づいて、タフト代替データを生成する（ステップＳ１５）。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態によれば、欠測ポイント１９が生じた場合であっても、ＰＩＶデータ装置をタフト試験の代わりとして用いることが可能である。
【００５０】
尚、補完部２６は、例えば、線形補完により、流速ベクトルを補完することができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態について説明する。本実施形態では、第２の実施形態と比較して、補完部２６の動作が変更されている。その他の点については、第２の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００５２】
第２の実施形態では、補完部２６が、欠測ポイント１９の周囲の測定ポイント１８におけるデータ（流速ベクトル）に基づいて、補完を行なう。これに対して、本実施形態では、補完部２６が、前後の時刻におけるＰＩＶデータを用いて、補完処理を行う。
【００５３】
具体的には、補完部２６は、前後の時刻におけるＰＩＶデータであって、欠測ポイント１９において流速ベクトルが求められているＰＩＶデータに基づいて、補完を行う。
【００５４】
例えば、欠測ポイント１９における流速ベクトルの諸量Ｆは、下記式２により、算出することができる。
【００５５】
（数式２）；Ｆ＝｛（ｔ０−ｔ１）＊ｆ２＋（ｔ２−ｔ０）：ｆ１｝／（ｔ２−ｔ１）
尚、上式２において、ｔ０は、補完対象であるＰＩＶデータの時刻を示す。また、ｔ１及びｔ２は、それぞれ、前後の時刻であって、欠測ポイント１９において流速ベクトルが求められている時刻を示す。尚、時刻ｔ１は時刻ｔ０よりも前であり、時刻ｔ２は時刻ｔ０より後である。更に、ｆ１及びｆ２は、それぞれ、時刻ｔ１における欠測ポイント１９の流速ベクトルの諸量、及び、時刻ｔ２における欠測ポイント１９の流速ベクトルの諸量を示す。
【００５６】
本実施形態のように、前後の時刻における流速ベクトルを用いることによっても、第２の実施形態と同様に、欠測ポイント１９における流速ベクトルを補完することが可能である。
【００５７】
尚、補完部２６は、例えば、線形補完により、流速ベクトルを補完することができる。
【００５８】
また、本実施形態では、補完部２６が、前後の時刻における流速ベクトルに基づいて、補完を行なう。すなわち、内挿により、補完が行われる。しかし、必ずしも内挿が用いられる必要はなく、例えば、外挿により補完が行なわれてもよい。
【００５９】
（第４の実施形態）
続いて、第４の実施形態について説明する。本実施形態においては、既述の実施形態に対して、タフト代替データ生成部１４の構成が変更されている。その他の点については、既述の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００６０】
図１１は、本実施形態におけるタフト代替データ生成部１４の構成を示すブロック図である。タフト代替データ生成部１４は、欠測ポイント識別部２５、時間平均算出部２２、データ生成部２３、及びトレーサ制御部２７を有している。
【００６１】
欠測ポイント識別部２５は、第２及び第３の実施形態と同様の機能を有しており、ＰＩＶデータから欠測ポイントを識別し、識別結果を示す欠測ポイントデータを生成する機能を有している。
【００６２】
トレーサ制御部２７は、ＰＩＶ装置２のトレーサ供給機構５（図２参照）の動作を制御する機能を有している。トレーサ制御部２７は、欠測ポイントデータに基づいて、欠測ポイントにトレーサが供給されるように、トレーサ供給機構５の動作を制御する。
【００６３】
時間平均算出部２２は、既述の実施形態と同様の機能を有している。すなわち、時間平均算出部２２は、ＰＩＶデータに基づいて、流速ベクトルの時間平均を算出し、時間平均データを生成する。
【００６４】
データ生成部２３も、既述の実施形態と同様の機能を有している。すなわち、データ生成部２３は、時間平均データに基づいて、タフト代替データを生成する。
【００６５】
続いて、本実施形態に係る本実施形態に係るタフト試験代替装置３の動作方法について説明する。図１２は、タフト試験代替装置３の動作方法を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、既述の実施形態と同様に、ＰＩＶデータ取得部１３が、時系列のＰＩＶデータを取得する（ステップＳ２１）。
【００６７】
次いで、欠測ポイント識別部２５が、欠測ポイントが存在するか否かを識別する（ステップＳ２２）。欠測ポイントが存在しない場合、第１の実施形態と同様に、時間平均算出部２２がＰＩＶデータに基づいて時間平均データを生成し（ステップＳ２３）、データ生成部２３が時系列の時間平均データに基づいてタフト代替データを生成する（ステップＳ２４）。
【００６８】
一方、ステップＳ２２において欠測ポイントが存在した場合、トレーサ制御部２７が、トレーサ供給機構５を制御し、欠測ポイントにトレーサを注入する（ステップＳ２５）。その後、ステップＳ２１以降の動作が繰り返される。
【００６９】
本実施形態によれば、欠測ポイントが存在した場合、トレーサ制御部２７によってトレーサが欠測ポイントに再注入される。従って、再度の測定時に、欠測ポイント１９における流速ベクトルを求めることができる。これにより、欠測ポイント１９が生じた場合であっても、ＰＩＶデータ装置をタフト試験の代わりとして用いることが可能である。
【００７０】
尚、本実施形態では、欠測ポイントが存在した場合、トレーサが欠測ポイントに供給され（ステップＳ２５）、ステップＳ２１以降の動作が繰り返される場合について説明した。この際、再度のステップＳ２１以降の動作においては、欠測ポイントについてのみ流速ベクトルを求めることができればよい。従って、再度のステップＳ２１以降の動作においては、必ずしも、測定領域６の全領域について処理が行われる必要はない。欠測ポイントが存在する領域についてのみ、処理が行われればよい。
【００７１】
（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態について説明する。本実施形態では、既述の実施形態に対して、データ生成部２３の動作が工夫されている。その他の点については、既述の実施形態と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図１３は、データ生成部２３の動作方法を示す概念図である。データ生成部２３は、時間平均データを時刻順に表示する動画データを、タフト代替データとして生成する。ここで、図１３に示されるように、時間平均データでは、時間平均２４を示すベクトルの長さは、流速に応じて決まっている。従って、複数の測定ポイント１８の間で、ベクトルの長さは一定ではない。一方で、タフト試験で用いられるタフトの長さは、流速に関係なく、一定である。
【００７３】
そこで、本実施形態では、データ生成部２３が、ベクトルの長さが予め定められた一定の長さになるように、時間平均データを変換する。そして、データ生成部２３は、変換後の時間平均データを時刻順に表示する動画データを、タフト代替データとして生成する。
【００７４】
本実施形態によれば、タフト代替データにおいて、ベクトルの長さが一定である。従って、タフト代替データによって、タフト試験結果により似た結果を表現することが可能である。
【００７５】
（第６の実施形態）
続いて、第６の実施形態について説明する。図１４は、本実施形態に係るタフト代替データ生成部１４を示すブロック図である。本実施形態では、既述の実施形態に対して、時間平均算出部２２（図４参照）が、空間時間平均算出部２９に置き換えられている。その他の構成は、既述の実施形態と同様の構成を採用することができるので、詳細な説明は省略する。
【００７６】
空間時間平均算出部２９は、時系列のＰＩＶデータに基づいて、空間平均データを生成する。図１５は、空間時間平均算出部２９の動作方法を説明するための概略図である。図１５に示されるように、空間時間平均算出部２９は、各測定ポイント１８について、周囲の複数の測定ポイントを隣接測定ポイントとして設定する。そして、対象測定ポイント１８の流速ベクトル及び複数の隣接測定ポイントの流速ベクトルの平均が、対象測定ポイント１８の空間平均ベクトルとして算出される。例えば、図１５に示される例では、測定ポイント１８−６について、測定ポイント（１８−１、１８−２、１８−３、１８−５、１８−７、１８−９、１８−１０、及び１８−１１）が、隣接測定ポイントとして設定される。そして、測定ポイント１８−６の空間平均ベクトルとして、複数の測定ポイント（１８−１、１８−２、１８−３、１８−５、１８−６、１８−７、１８−９、１８−１０、及び１８−１１）における流速ベクトルの平均が、計算される。同様に、測定ポイント１８−９については、複数の測定ポイント（１８−４、１８−５、１８−６、１８−８、１８−９、１８−１０、１８−１２、１８−１３、及び１８−１４）における流速ベクトルの平均が、空間平均ベクトルとして計算される。
【００７７】
その後、空間時間平均算出部２９は、既述の実施形態と同様に、各期間における空間平均ベクトルの時間平均を算出し、空間平均データを生成する。データ生成部２３は、空間平均データを時刻順に示すデータを、タフト代替データとして生成する。
【００７８】
本実施形態によれば、空間時間平均算出部２９が、空間平均ベクトルを算出するため、より、タフト代替データをタフト試験により得られる動画データに近づけることが可能となる。
【００７９】
尚、本実施形態では、空間平均ベクトルが算出された後、時間平均が算出される場合について説明した。但し、時間平均が算出された後、各測定ポイントについて空間平均が算出されてもよい。
【００８０】
以上、本発明について、第１乃至第６の実施形態を用いて説明した。尚、これらの実施形態は独立するものではなく、矛盾のない範囲内で組み合わせて用いることも可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  タフト試験代替システム
２  ＰＩＶ装置
３  タフト試験代替装置
４  表示装置
５  トレーサ供給機構
６  測定領域
７  撮像装置
８  ＰＩＶプログラム
９  画像データ取得部
１０  ＰＩＶデータ生成部
１１  解析部
１２  タフト試験代替プログラム
１３  ＰＩＶデータ取得部
１４  タフト代替データ生成部
１５  支持線
１６  タフト
１７  流速ベクトル
１８  測定ポイント
１９  欠測ポイント
２０  トレーサ
２１  補完ベクトル
２２  時間平均算出部
２３  データ生成部
２４  ベクトル
２５  欠測ポイント識別部
２６  補完部
２７  トレーサ制御部
２８  レーザ照射機構
２９  空間時間平均算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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