입자 이미지 속도는 무엇입니까?

입자 이미지 속도 측정법 (PIV)은 유체에서 입자의 흐름을 시각화하는 데 일반적으로 사용되는 방법입니다. PIV는 종종 연구 또는 교육 목적으로 구현되며 과학자는 물과 같은 유체의 속도와 움직임을 측정 할 수 있습니다. 입자 이미지 속도 측정법에는 몇 가지 접근 방식이 있으며 새로운 기술이 개발됨에 따라이 기술은 계속 개선되고 있습니다.

유체의 움직임을 시각화하기 위해 "트레이서"라는 매우 작은 입자가 흐름에 도입됩니다. 작은 크기로 인해,이 트레이서 입자는 연구되는 유체와 거의 동일한 방식으로 행동합니다. PIV에 사용되는 트레이서는 과학자에 의해 조명 될 수있어 쉽게 볼 수 있습니다. 입자 이미지 속도 측정법은 종종 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 가시 트레이서를 기록하고 향상시킵니다.

몇 가지 다른 추적자 입자가 사용될 수 있습니다. 작은 유리 구슬, 알루미늄 플레이크 및 오일 방울은이 목적을 위해 구현할 수있는 세 가지 일반적인 재료입니다. 그만큼SE 트레이서는 빛을 매우 잘 반영하고 유체의 가시성을 증가시킵니다. 가벼운 반사는 육안으로 연구하거나 분석을 위해 카메라로 포착 할 수 있습니다. 임의의 광원은 PIV에 충분하지만 레이저는 일반적으로 정확도가 중요 할 때 사용됩니다.

필름 사진은 PIV가 처음 개발되었을 때 입자 움직임을 기록하는 주요 방법이지만, 저렴한 디지털 카메라의 발명은 아날로그 접근법을 쓸모 없게 만들었습니다. 고해상도 디지털 입자 이미지는 이제 일반적입니다. 일부 컴퓨터 프로그램은 PIV 이미지에서 각 트레이서를 자동으로 인식하고 추적 할 수 있으며 유체의 움직임에 대한 실시간 데이터를 제공 할 수 있습니다.

표준 입자 이미지 속도 측정법은 유체의 움직임을 2 차원으로 기록합니다. PIV의 일부 변형은이 기능을 향상시키고 3 차원 시각화를 허용합니다. 이 접근법은 대신 두 대의 카메라를 사용합니다하나의 중 하나이며 종종 입체 piv 이라고합니다. 특수한 컴퓨터 소프트웨어를 사용 하여이 두 카메라의 뷰 포인트를 결합하여 새로운 관점을 만듭니다.

입자 이미지 속도에는 많은 응용 프로그램이 있습니다. 항공 우주 공학 분야에서 일반적으로 사용되며 과학자들은 항공기 날개 또는 기타 제어 표면의 공기 흐름을 볼 수 있습니다. PIV는 의료 커뮤니티에서도 사용됩니다. 신체 내 유체 운동에 대한 연구는 의사가 혈액 순환을 시각화하고 새로운 의료 임플란트를 개발하는 데 도움이됩니다. 또한 생물 학자들은 때때로 입자 이미지 속도를 사용하여 물고기 나 다른 바다 생물의 수영 운동을 연구합니다.