Co je to částice obrazu?

Velocimetrie obrazu částic (PIV) je metoda, která se běžně používá k vizualizaci toku částic v tekutině. PIV je často implementován pro výzkumné nebo vzdělávací účely a umožňuje vědci měřit rychlost a pohyb tekutin, jako je voda. Existuje několik přístupů k velocimetrii částic a technika se stále zlepšuje, když se vyvíjí nová technologie.

Pro vizualizaci pohybu tekutiny, velmi malé částice zvané „stopory“, jsou zavedeny do toku. Vzhledem k jejich malé velikosti se tyto částice stopovacích částí chovají způsobem, který je téměř totožný se studovanou tekutinou. Zradiče používané v PIV mohou být osvětleny vědcem, což je snadno viditelné. Velocimetrie obrázku částic často používá počítačový software k zaznamenávání a vylepšení viditelných indikátorů.

Lze použít několik různých částic stoporů; Malé skleněné korálky, hliníkové vločky a kapičky oleje jsou tři běžné materiály, které lze za tímto účelem implementovat. TheSE stopory odrážejí světlo velmi dobře a zvyšují viditelnost tekutiny. Světelné odrazy lze studovat pouhým okem nebo zachytit kamerou pro analýzu. Zatímco jakýkoli zdroj světla může stačit pro PIV, laser se obvykle používá, pokud je přesnost důležitá.

Filmová fotografie

Film byla primární metodou zaznamenávání pohybů částic, když byl PIV poprvé vyvinut, ačkoli vynález levných digitálních kamer učinil analogový přístup zastaralý. Obrazy digitálních částic s vysokým rozlišením jsou nyní běžné. Některé počítačové programy jsou schopny automaticky rozpoznávat a sledovat každý stopovač v obrazu PIV a poskytovat data o pohybu tekutiny v reálném čase.

Standardní velocimetrie obrazu částic zaznamenává pohyb tekutiny ve dvou rozměrech. Některé variace PIV zvyšují tuto schopnost a umožňují trojrozměrnou vizualizaci. Tento přístup místo toho používá dvě kameryjednoho a často se nazývá stereoskopický PIV . Pomocí speciálního počítačového softwaru jsou pohledy z těchto dvou kamer kombinovány tak, aby vytvořily nový pohled.

Velocimetrie částic částic má mnoho aplikací. Běžně se používá v oblasti leteckého inženýrství a umožňuje vědcům vidět proudění vzduchu přes křídlo letadla nebo na jiném ovládacím povrchu. PIV se také používá ve zdravotnické komunitě. Studie pohybu tekutin v těle pomáhá lékařům vizualizovat krevní oběh a vyvinout nové lékařské implantáty. Biologové navíc někdy také používají velocimetrii částic ke studiu plavání ryb nebo jiných mořských tvorů.