Parçacık Görüntü Velosimetrisi Nedir?

Parçacık görüntüsü velosimetrisi (PIV), bir akışkandaki parçacıkların akışını görselleştirmek için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. PIV genellikle araştırma veya eğitim amaçlı uygulanır ve bir bilim insanının su gibi akışkanların hızını ve hareketini ölçmesini sağlar. Parçacık görüntü velosimetrisine birkaç yaklaşım vardır ve yeni teknoloji geliştirildikçe teknik gelişmeye devam eder.

Bir akışkanın hareketini görselleştirmek için, akışa "izleyiciler" adı verilen çok küçük parçacıklar katılır. Küçük boyutlarından ötürü, bu izleyici parçacıklar çalışılmakta olan akışkan ile neredeyse aynı şekilde davranır. PIV'de kullanılan izleyiciler, onları kolayca görülebilir kılan bilim adamı tarafından aydınlatılabilir. Parçacık görüntüsü velosimetrisi, görünür izleyicileri kaydetmek ve geliştirmek için genellikle bilgisayar yazılımı kullanır.

Birkaç farklı iz parçacıkları kullanılabilir; küçük cam boncuklar, alüminyum pullar ve yağ damlacıkları bu amaç için uygulanabilecek üç genel malzemedir. Bu izleyiciler ışığı çok iyi yansıtır ve bir sıvının görünürlüğünü arttırır. Işık yansımaları çıplak gözle çalışılabilir veya analiz için bir kamera tarafından yakalanabilir. Herhangi bir ışık kaynağı PIV için yeterli olsa da, doğruluk önemli olduğunda genellikle bir lazer kullanılır.

Film fotoğrafçılığı, PIV ilk geliştirildiği zaman, ucuz dijital kameraların icat edilmesi, analog yaklaşımı modası geçmiş kılmış olmasına rağmen, parçacık hareketlerinin kaydedilmesinin birincil yöntemi olmuştur. Yüksek çözünürlüklü dijital parçacık görüntüleri artık yaygındır. Bazı bilgisayar programları bir PIV görüntüsündeki her izleyiciyi otomatik olarak tanıyabilir ve izleyebilir ve bir akışkanın hareketi hakkında gerçek zamanlı veriler sağlayabilir.

Standart parçacık görüntüsü velosimetrisi, bir sıvının hareketini iki boyutta kaydeder. Bazı PIV varyasyonları bu yeteneği geliştirir ve üç boyutlu görselleştirmeye izin verir. Bu yaklaşım bir yerine iki kamera kullanır ve genellikle stereoskopik PIV olarak adlandırılır. Özel bir bilgisayar yazılımı kullanarak, bu iki kameradan gelen bakış açıları yeni bir bakış açısı oluşturmak için birleştirilir.

Parçacık görüntüsü velosimetrisi birçok uygulamaya sahiptir. Genellikle havacılık ve uzay mühendisliği alanında kullanılır ve bilim adamlarının bir uçak kanadı veya diğer kontrol yüzeyleri üzerindeki hava akışını görmelerini sağlar. PIV ayrıca sağlık hizmetlerinde de kullanılır. Vücuttaki sıvı hareketinin incelenmesi, doktorların kan dolaşımını görmesine ve yeni tıbbi implantlar geliştirmesine yardımcı olur. Ek olarak, biyologlar bazen balık veya diğer deniz canlılarının yüzme hareketini incelemek için partikül görüntü velosimetrisi kullanırlar.