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■「（泡が下へ沈んでいく）ギネスカスケード」を近赤外線で撮影してみよう!?　

　もう３年近く、知人のシミュレーション屋さんが「ギネスカスケード」シミュレーションを続けている。「ギネスカスケード」というのは、グラスに注いだギネスビールの泡が、下へ下へと静かに沈んでいく現象だ（参考：続 「ギネスビールの下に沈む泡」をOpenFOAMで計算してみよう!?）。この現象を、偏微分方程式ソルバのOpenFOAMで計算するだけでなく、（計算の信頼性を上げるべく）実験を比較している。

　ただ、ほんのかすかに少しだけ残念なことに、実験撮影動画の方は、グラスの外部から見た・その表面から見える泡のようすしかわからない。なぜなら、濃い黒茶色のギネスビールでは、グラスの内部で何が起きているかはわからない。シミュレーション動画では、ギネスビールが注がれたグラスの内部挙動がわかる一方で（そういうことができるのがシミュレーションの良さでもある）、実験動画の方ではほんとうに外部表面のさましかわからないのが少し残念だ。

　…というわけで、近赤外線カメラで「グラスにギネスビールを注いだようす」を撮影してみた。つまり、近赤外線の目で眺めれば、ギネスビールはほぼ完全に透明なので、グラス内部でどんな流体と窒素の泡の相互作用が起きているかを(シミュレーション動画と同様に）眺めることができる…というわけだ。下に貼り付けた動画は、透明なグラスに透明なサイダーのような炭酸飲料を注いでいるように見えるが、実際には透明なグラスに、（可視光では不透明で濃黒茶色の）ギネスビールを注いでいるようすである。

■続「（泡が下へ沈んでいく）ギネスカスケード」を近赤外線で撮影してみよう!?　

　「（泡が下へ沈んでいく）ギネスカスケード」を近赤外線で撮影してみよう!?で、グラスに注いだギネスビールの泡が下へ下へと静かに沈んでいく「ギネスカスケード」を、近赤外線で撮影することで「可視光では見えないギネスビールの内側の泡の動き」を可視化してみました。今日は、撮影を再度行った上で、撮影した動画にParticle Image Velocimetry（PIV）を掛けて、速度場を出してみることにしました。

　まず、今回再撮影した動画は、近赤外線カメラのピント位置をグラス中央にして、グラス中央断面の泡が（他の場所の泡に対して）写りやすいようにします。本来は、投光する近赤外線光もグラス中央断面にのみに平面状で当てることで、さらにグラス中央断面に沿った泡のみが写るようにしたいところですが、今回はカメラのピント位置調整だけを行いました。その状態で撮影したのが、下に貼り付けた動画です。ちなみに、撮影した場所は、右に貼り付けた画像のように、グラスの真ん中あたりの領域です。

　Youtubeにアップロードした動画では、画像圧縮のために泡が見えづらいですが、それでもグラス中央で立ち上る泡や、グラス端部に近い領域では沈降していく泡のようすが動画から見てとれます。泡の動きを描いた矢印の色は上下方向の速度を示していて、赤い色で描かれた矢印は上昇速度が速い泡が多い状態です。グラス中央では、上向きの赤い矢印が多い…つまり、グラス中央部では泡が上昇していることがわかります。

　そこで、PIVにより描き出したギネスカスケード中の速度場のようすが、下に貼り付けた図です。（動画では視認される）グラス外周の泡沈降のようす抽出できていませんが、グラス中央で生じている泡が上昇しているさまは見えています。ギネスビールが可視光では黒茶色で不透明なために、不思議に見えるギネスカスケードですが、近赤外線で撮影した上で泡の動きの速度場を眺めてみると、自然で当然の現象であることがわかります。

■続々「（泡が下へ沈んでいく）ギネスカスケード」を近赤外線で撮影してみよう!?　

　続「（泡が下へ沈んでいく）ギネスカスケード」を近赤外線で撮影してみよう!?で撮影した、グラスに注いだギネスビールの泡が下へ下へと静かに沈んでいく「ギネスカスケード」の近赤外線による撮影を、今朝は朝日が地平線に昇る時間からリトライしてみました。…どういうことかというと、真横から指す「赤外線をタップリ含んだ（平面状の）太陽光で照らされたギネスビールのグラス断面を赤外線で撮影」し、グラスの中で生じている泡の動きを高精細に撮影してみよう！という試みをしてみたのです。

　下に貼り付けたGIF動画が、（朝日を浴びつつ）試行錯誤の末に撮影した結果です。グラス中央で上昇すると泡（やビール液体）と、グラスの端部分では下方へと押し下げられていくギネスビールと泡が見て取れます。…ちなみに、ギネスビールの泡の粒径は小さいために、流体と泡はほとんど同じような動きをします。

　ギネスビールのグラス内側で、「光る包丁」のような朝日につれられて上昇と下降をし続ける泡実験をしていると、そして告ぐ度にギネスビールを飲んでいると…「早朝からのギネスビールはイマイチ」ということに気付かされます。

■「ギネスカスケードの挙動を観測・計測してみよう！」のまとめ資料　

　第57回オープンCAE勉強会＠関東（流体など）+門永様特別講演に参加してきました。特別講演の内容は、「ギネスビールの泡下降（ギネスカスケード）について、ピルスナービールとギネスビールにおける泡挙動を編微分ソルバであるOpenFOAMでシミュレーション計算して考察をしてみよう！」「さらに、美味しいビールの注ぎ方を考えてみよう！」というものでした。

　今回の勉強会では，門永様をお招きし，OpenFOAMを用いたビールの気泡シミュレーションについて講演を頂くことになりました．ビールの気泡シミュレーションの理論背景や計算結果について幅広く解説頂く予定です．気液混相解析に興味のある人，ビールの好きな人，奮ってのご参加お待ちしています！

　何度も一緒にビールを飲みながら、色々な経緯を経てバトンを渡した側として、やはりバックバンド的なサポートプレイヤーとしてサポートしたいよね！と思い、「ギネスカスケードの挙動を観測・計測してみよう！」のまとめ資料を作って、技術発表セッションをしてきました。…ギネスカスケード現象に対して、OpenFOAMを用いて行われた３次元流体・泡連成シミュレーション計算や*、３次元断面的な近赤外線撮影動画を用いたPIV（速度場解析）が行われた…ギネスカスケード現象に対する現象解析としては結構面白い技術報告の場だったのではないか…と勝手に思っていたりします。

＊ 近日公開されるはずの流体計算プレゼンテーション資料は、とても面白いと思います。（公開されました：続 「ギネスカスケードの挙動を観測・計測してみよう！」のまとめ資料）

■続 「ギネスカスケードの挙動を観測・計測してみよう！」のまとめ資料　

　「ギネスカスケードの挙動を観測・計測してみよう！」のまとめ資料でギネスカスケード（ギネスビールの泡下降）に対する近赤外撮影・泡速度分布計測の報告資料を公開しました。そのギネスカスケードの泡がどうなるかをシミュレーション計算してみた結果の紹介・講演スライドが公開されました。オープンCAE勉強会での講演内容は、ギネスカスケード計算と最適な泡のつぎ方…でしたが、今回公開されたのはその前半パートです。

　この講演スライドを眺めてから、「ギネスカスケードの挙動を観測・計測してみよう！」のまとめ資料の実験/計測結果を眺めてみると面白いかもと思いましたが、シミュレーション計算でも実験結果でも、動画を一緒に眺めないと面白さが伝わらないかもしれません。とはいえ、微小な泡が動く計測動画などは、Youtubeなどにアップロードすると「見るに堪えない」状態に情報圧縮されてしまいます。…というわけで、画質を損なわない動画ストリーミング・サービスがあれば（さらに欲を言えば、それがパワポスライドなどと連動したストリーミング・サービスがあれば）面白いかも、と思ったりします。