Vad är partikelbildsvelocimetri?

Partikelbildsvelocimetri (PIV) är en metod som vanligtvis används för att visualisera flödet av partiklar i en vätska. PIV implementeras ofta för forsknings- eller utbildningsändamål och gör det möjligt för en forskare att mäta hastigheten och rörelsen av vätskor som vatten. Det finns flera tillvägagångssätt för partikelbildsvelocimetri, och tekniken fortsätter att förbättras när ny teknik utvecklas.

För att visualisera rörelsen av en vätska införs mycket små partiklar som kallas "spårare" i flödet. På grund av deras lilla storlek uppför sig dessa spårpartiklar på ett sätt som är nästan identiskt med den vätska som studeras. Spårarna som används i PIV kan belysas av forskaren, vilket gör dem lätt synliga. Partikelbildsvelocimetri använder ofta datorprogramvara för att spela in och förbättra de synliga spårarna.

Några olika spårpartiklar kan användas; Små glaspärlor, aluminiumflingor och droppar olja är tre vanliga material som kan implementeras för detta ändamål. DeSE -spårare reflekterar ljus mycket bra och ökar synligheten för en vätska. Ljusreflektioner kan studeras med blotta ögat eller fångas av en kamera för analys. Även om alla ljuskällor kan vara tillräckliga för PIV, används en laser vanligtvis när noggrannhet är viktig.

Filmfotografering var den primära metoden för att spela in partikelrörelser när PIV först utvecklades, även om uppfinningen av billiga digitalkameror har gjort den analoga tillvägagångssättet föråldrade. Högupplösta digitala partikelbilder är nu vanliga. Vissa datorprogram kan automatiskt känna igen och spåra varje spårare i en PIV-bild och ge data i realtid om en vätskes rörelse.

Standardpartikelbild Velocimetry registrerar rörelsen för en vätska i två dimensioner. Vissa variationer av PIV förbättrar denna kapacitet och möjliggör tredimensionell visualisering. Detta tillvägagångssätt använder istället två kamerorav en, och kallas ofta stereoskopisk PIV . Med hjälp av specialdatorprogramvara kombineras synpunkter från dessa två kameror för att skapa en ny synvinkel.

Particle Image Velocimetry har många tillämpningar. Det används vanligtvis inom flyg- och rymdteknik och gör det möjligt för forskare att se luftflödet över en flygplan eller annan kontrollyta. PIV används också i sjukvårdssamhället. Studien av fluidrörelse i kroppen hjälper läkare att visualisera blodcirkulationen och utveckla nya medicinska implantat. Dessutom använder biologer ibland också partikelbildshastighet för att studera simningsrörelsen hos fiskar eller andra havsdjur.