Hvad er partikelbillede velocimetri?
Partikelbillede velocimetry (PIV) er en metode, der ofte bruges til at visualisere strømmen af partikler i en væske. PIV implementeres ofte til forskning eller uddannelsesmæssige formål og giver en videnskabsmand mulighed for at måle hastigheden og bevægelsen af væsker som vand. Der er flere tilgange til partikelbillede -velocimetri, og teknikken forbedres fortsat, når ny teknologi er udviklet.
For at visualisere bevægelsen af en væske introduceres meget små partikler kaldet "sporstoffer" i strømmen. På grund af deres lille størrelse opfører disse sporstofpartikler på en måde, der er næsten identisk med den væske, der studeres. De sporstoffer, der bruges i PIV, kan blive oplyst af videnskabsmanden, hvilket gør dem let synlige. Partikelbillede -velocimetri bruger ofte computersoftware til at optage og forbedre de synlige sporstoffer.
Et par forskellige sporstofpartikler kan bruges; Små glasperler, aluminiumsflager og dråber af olie er tre almindelige materialer, der kan implementeres til dette formål. DeSE -sporstoffer reflekterer lys meget godt og øger synligheden af en væske. Lysreflektioner kan studeres med det blotte øje eller fanges af et kamera til analyse. Mens enhver lyskilde kan være tilstrækkelig til PIV, bruges en laser typisk, når nøjagtighed er vigtig.
Filmfotografering var den primære metode til registrering af partikelbevægelser, da PIV først blev udviklet, skønt opfindelsen af billige digitale kameraer har gjort den analoge tilgang forældet. Digitale partikelbilleder med høj opløsning er nu almindelige. Nogle computerprogrammer er i stand til automatisk at genkende og spore hver sporstof i et PIV-billede og give data i realtid om en fluid's bevægelse.
Standardpartikelbillede Velocimetry registrerer bevægelsen af en væske i to dimensioner. Nogle variationer af PIV forbedrer denne kapacitet og tillader tredimensionel visualisering. Denne tilgang bruger to kameraer i stedetaf en og kaldes ofte stereoskopisk piv . Ved hjælp af speciel computersoftware kombineres synspunkterne fra disse to kameraer for at skabe et nyt synspunkt.
Partikelbillede -velocimetri har mange applikationer. Det bruges ofte inden for luftfartsteknik og giver forskere mulighed for at se luftstrømmen over en flyvinge eller anden kontroloverflade. PIV bruges også i sundhedsvæsenet. Undersøgelsen af væskebevægelse i kroppen hjælper læger med at visualisere blodcirkulationen og udvikle nye medicinske implantater. Derudover bruger biologer undertiden også partikelbillede -velocimetri til at studere svømningsbevægelsen af fisk eller andre havdyr.