O que é a velocimetria da imagem de partículas?

A velocimetria da imagem da partícula (PIV) é um método comumente usado para visualizar o fluxo de partículas em um fluido. O PIV é frequentemente implementado para fins de pesquisa ou educação e permite que um cientista medir a velocidade e o movimento de fluidos como a água. Existem várias abordagens para a velocimetria da imagem de partículas, e a técnica continua a melhorar à medida que novas tecnologias são desenvolvidas.

Visualizar o movimento de um fluido, partículas muito pequenas chamadas "traçadores" são introduzidas no fluxo. Devido ao seu tamanho pequeno, essas partículas traçadoras se comportam de uma maneira quase idêntica ao fluido que está sendo estudado. Os traçadores usados ​​no PIV podem ser iluminados pelo cientista, o que os torna facilmente visíveis. A velocimetria da imagem de partícula geralmente usa software de computador para gravar e aprimorar os traçadores visíveis.

Algumas partículas de traçador diferentes podem ser usadas; Pequenas contas de vidro, flocos de alumínio e gotículas de óleo são três materiais comuns que podem ser implementados para esse fim. OOs traçadores de SE refletem muito bem a luz e aumentam a visibilidade de um fluido. Os reflexos leves podem ser estudados com o olho nu, ou capturados por uma câmera para análise. Embora qualquer fonte de luz possa ser suficiente para o PIV, um laser é normalmente usado quando a precisão é importante.

A fotografia de filme foi o principal método de gravar movimentos de partículas quando o PIV foi desenvolvido pela primeira vez, embora a invenção de câmeras digitais baratas tenha tornado obsoleto a abordagem analógica. As imagens de partículas digitais de alta resolução agora são comuns. Alguns programas de computador podem reconhecer e rastrear automaticamente cada traçador em uma imagem PIV e fornecer dados em tempo real sobre o movimento de um fluido.

A imagem padrão da imagem de partícula registra o movimento de um fluido em duas dimensões. Algumas variações de PIV aumentam essa capacidade e permitem a visualização tridimensional. Esta abordagem usa duas câmeras em vez dissode um, e é frequentemente chamado de piv estereoscópico . Usando o software de computador especial, os pontos de vista dessas duas câmeras são combinados para criar um novo ponto de vista.

A velocimetria da imagem da partícula possui muitas aplicações. É comumente usado no campo da engenharia aeroespacial e permite que os cientistas vejam o fluxo de ar sobre uma asa de aeronave ou outra superfície de controle. O PIV também é usado na comunidade de saúde. O estudo do movimento do fluido dentro do corpo ajuda os médicos a visualizar a circulação sanguínea e a desenvolver novos implantes médicos. Além disso, os biólogos às vezes também usam a velocimetria da imagem de partículas para estudar o movimento de natação de peixes ou outras criaturas do mar.