Name: echo particle image velocimetry
Uploaded: 2012-12-27T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Echo Particle Image Velocimetry at JoVE.com

De auteurs zijn zeer erkentelijk ondersteuning door de National Science Foundation, CBET0846359, subsidie-monitor Horst Henning Winter.

1. Maak een Meetbaar Flow <ol><li> EPIV validatie metingen zullen worden gedemonstreerd in pijpstroming van een glycerine oplossing in water (50% glycerine - 50% water). Een schematische weergave van de experimentele opstelling wordt getoond in figuur 1. </li><li> Holle glasbolletjes met een nominale diameter van 10 urn wordt toegevoegd aan de vloeistof in een concentratie van ongeveer 17 gewichtsdelen per miljoen. De holle glasbolletjes als ultrageluid contrastmiddelen, en hun grootte en dichtheid wo...

<ol>
	<li>White, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fluid Mechanics. , (1994).</li><li>Hak, M. G. a. d. -. e. l. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Flow Control: Passive, Active, and Reactive Flow Management. , (2000).</li><li>Kim, B. H., Hertzberg, J. R., Shandas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+validation+of+echo+PIV.">Development and validation of echo PIV.</a> Exp. Fluids. 36, 455-462 (2004).</li><li>Zheng, H., Liu, L., Williams, L., Hertzberg, J. R., Lanning, C., Shandas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real+time+multicomponent+echo+particle+image+velocimetry+technique+for+opaque+flow+imaging.">Real time multicomponent echo particle image velocimetry technique for opaque flow imaging.</a> Appl. Phys. Lett. 88, 261915 (2006).</li><li>Beulen, B., Bijnens, N., Rutten, M., Brands, P., van de Vosse, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perpendicular+ultrasound+velocity+measurement+by+2D+cross+correlation+of+RF+data.+Part+A:+validation+in+a+straight+tube.">Perpendicular ultrasound velocity measurement by 2D cross correlation of RF data. Part A: validation in a straight tube.</a> Exp. Fluids. 49, 1177-1186 (2010).</li><li>Poelma, C., Mari, J. M., Foin, N., Tang, M. -. X., Krams, R., Caro, C. G., Weinberg, P. D., Westerweel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+Flow+reconstruction+using+ultrasound+PIV.">3D Flow reconstruction using ultrasound PIV.</a> Exp. Fluids. 50, 777-785 (2011).</li><li>GE VINGMED ULTRASOUND A/A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vivid 7/Vivid 7 PRO Userâ€™s Manual. , (1988).</li><li>Szabo, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Diagnostic Ultrasound Imaging: Inside Out. , (2004).</li><li>Raffel, M., Willert, C., Wereley, S., Kompenhans, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Particle Image Velocimetry: A Practical Guide. , (2007).</li></ol>

De operationele protocol voor een echo particle image velocimetry (EPIV) systeem dat in staat de overname van twee-dimensionale velden van snelheid in optisch ondoorzichtige vloeistoffen of via optisch ondoorzichtige geometrieën werd beschreven. Praktische toepassing van EPIV is zeer geschikt voor de studie van industriële en biologische stroomsystemen, waar de stroom van vloeistoffen ondoorzichtige komt in vele toepassing. Het specifieke systeem hier gepresenteerde werd doelbewust gebouwd om de vloei-eigenschappen va...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het reagens </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td><td> Opmerkingen (optioneel) </td></tr><tr><td> Ultrasound Machine </td><td> GE </td><td> Vivid 7 Pro </td><td></td></tr><tr><td> Lineaire Echografie Array </td><td> GE </td><td> 10 L </td><td></td></tr><tr><td> DC Waterpomp </td><td> KNF </td><td> NF 10 KPDC </td><td></td></tr><tr><td> Vector Processing Software </td><td> Lavision </td><td> Davis 7,2 </td><td></td></tr><tr><td> Bericht Processing Software </td><td> Mathworks </td><td> MATLAB 7,12 </td><td></td></tr><tr><td> Acryl Tubing </td><td> McMaster-Carr </td><td> 8486K531 </td><td></td></tr><tr><td> Echografie Gel </td><td> Parker </td><td> Aquasonic 100 </td><td></td></tr></tbody></table>

echo particle image velocimetry

Het transport van massa, impuls en energie in fluïdumstromen wordt uiteindelijk bepaald door spatiotemporele verdelingen van de vloeistofsnelheid veld. 1 Dientengevolge, een voorwaarde voor het begrijpen, voorspellen en beheersen vloeistofstromingen is de mogelijkheid om de snelheid te meten veld met voldoende ruimtelijke en temporele resolutie. 2 Voor snelheidsmetingen in optisch ondoorzichtige vloeistoffen of via optisch ondoorzichtige geometrieën, echo particle image velocimetry (EPIV) is een aantrekkelijke diagnostische techniek om &quot;momentele&quot; twee-dimensionale velden van snelheid te genereren. 3,4,5,6 In deze papier, de operationele protocol voor een EPIV systeem gebouwd door de integratie van een commerciële medische echografie-machine 7 met een pc met commerciële particle image velocimetry (PIV) software 8 wordt beschreven, en validatie metingen in Hagen-Poiseuille (dat wil zeggen, laminaire pijp) stroming zijn gerapporteerd . Voor de maatregel EPIVgen wordt een phased array probe aangesloten op het medisch ultrageluid machine gebruikt om een ​​tweedimensionaal beeld te genereren ultrasone pulsen door de piëzo-elektrische elementen probe op verschillende tijdstippen. Elke probe element zendt een ultrasone golven in de vloeistof en tracer in het medium (hetzij van nature voorkomende of gezaaid) tijdens ultrasone echo&#39;s naar de sonde waar deze zijn opgenomen. De amplitude van de teruggekaatste ultrasone golven en de vertraging ten opzichte van transmissie zijn er om zogenaamde B-mode (helderheidsmodus) tweedimensionale echo&#39;s. Specifiek wordt de tijdvertraging gebruikt om de positie van de verstrooier bepalen de vloeistof en de amplitude wordt gebruikt om de intensiteit toewijzen aan de verstrooier. De tijd nodig om een B-modebeeld, t, verkregen wordt bepaald door de tijd te nemen om alle elementen van het phased array proefpuls. Voor het verwerven van meerdere B-modus beelden, de frame rate van het systeem in frames per seconde (fps) = 1 / &amp; deLTA; t. (Zie 9 voor een herziening van echografie.) Voor een typisch experiment EPIV, de framesnelheid 20-60 fps, afhankelijk stromingscondities en 1-100 B-modus beelden van de ruimtelijke verdeling van de tracer deeltjes in de stroom worden verkregen. Eenmaal verworven, worden de B-mode echografie beelden die via een Ethernet-verbinding met de PC waarop de PIV commerciële software. Met de PIV software, tracer deeltje verplaatsingsvelden, D (x, y) [pixels] (waarbij x en y de horizontale en verticale ruimtelijke positie in het ultrasone beeld respectievelijk) worden verkregen door toepassing kruiscorrelatiewaarde algoritmen opeenvolgende echo B- weergavebeelden. snelheidsvelden 10, u (x, y) [m / s], bepaald uit de verplaatsingen velden, te weten de tijd tussen stap beeldparen, AT [s] en de vergroting, M [meter / pixel ], dus u (x, y) = MD (x, y) / AT. De tijd stap between beelden AT = 1/fps + D (x, y) / B, waarbij B [pixels / s] de tijd die de ultrasone sonde te vegen over de beeldbreedte. In de huidige studie, M = 77 [micrometer / pixel], fps = 49,5 [1 / s] en B = 25.047 [pixels / s]. Eenmaal verkregen, kan de snelheid velden worden geanalyseerd flowhoeveelheden plaats berekenen.

Een momentele echo particle image velocimetry (EPIV) vectorveld is weergegeven in figuur 3. De vector grafiek toont snelheidsvectoren iedere vierde kolom, en de achtergrondkleur contour kaart komt overeen met de snelheid magnitude. Een ensemble gemiddelde vector plot gemiddeld meer dan 1000 onmiddellijke EPIV vector percelen is weergegeven in figuur 4. In overeenstemming met pijpstroming, de snelheid vectoren in de eerste plaats zijn in de streamwise richting, de grootste snelheden optr...

Watch this Scientific Journal Video about Echo Particle Image Velocimetry at JoVE.com

Echo Particle Image Velocimetry

Een echo particle image velocimetry (EPIV) systeem dat in staat de overname van twee-dimensionale velden van snelheid in optisch ondoorzichtige vloeistoffen of via optisch ondoorzichtige geometrieën wordt beschreven, en validatie metingen in pijpstroming worden gerapporteerd.

The transport of mass, momentum, and energy in fluid flows is ultimately determined by spatiotemporal distributions of the fluid velocity field.1 ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Engineering

Physics

Mechanical Engineering

Unit 1

Kinematics of a Particle

Vectors and Scalars

SCIENTISTS IN ACTION

Gradient Echo Quantum Memory in Warm Atomic Vapor

Gradient  echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in  atomic ensembles. The primary motivation for such a technology ...

High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces

High-speed stromingsvisualisatie Dichtbij Surfaces

Multi-dimensional and transient flows play a key role in many areas of science, engineering, and health sciences but are often not well understood. The ...

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering gebruiken om organische zonnecelmaterialen te onderzoeken

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

Characterization of Nanocrystal Size Distribution using Raman Spectroscopy with a Multi-particle Phonon Confinement Model

Karakterisering van Nanocrystal Size Distribution met Raman spectroscopie met een Multi-deeltje Phonon opsluiting Model

Analysis of the size distribution of nanocrystals is a critical requirement for the processing and optimization of their size-dependent properties. The ...

Development of an Experimental Setup for the Measurement of the Coefficient of Restitution under Vacuum Conditions

Ontwikkeling van een experimentele opstelling voor het meten van de Coëfficiënt van Restitutie onder vacuüm

The Discrete Element Method is used for the simulation of particulate systems to describe and analyze them, to predict and afterwards optimize their ...

Three-dimensional Particle Tracking Velocimetry for Turbulence Applications: Case of a Jet Flow

Driedimensionale Particle Tracking Velocimetry voor Turbulence Applications: Case van een Jet Flow

3D-PTV is a quantitative flow measurement technique that aims to track the Lagrangian paths of a set of particles in three dimensions using stereoscopic ...

Simultaneous Measurement of Turbulence and Particle Kinematics Using Flow Imaging Techniques

Gelijktijdige meting van turbulentie en Particle Kinematics met behulp van stroom beeldvormende technieken

Numerous problems in scientific and engineering fields involve understanding the kinematics of particles in turbulent flows, such as contaminants, marine ...

3D Printing - Evaluating Particle Emissions of a 3D Printing Pen

3D-printen - Deeltjesemissies van een 3D-printpen evalueren

Three-dimensional (3D) printing as a type of additive manufacturing shows continuing increase in application and consumer popularity. The fused filament ...

Study of Protein Dynamics via Neutron Spin Echo Spectroscopy

Study of Protein Dynamics via Neutron Spin Echo Spectroscopy

Studie van eiwitdynamica via neutronenspinechospectroscopie

Most human body proteins' activity and functionality are related to configurational changes of entire subdomains within the protein crystal structure. The ...

Deep Neural Networks for Image-Based Dietary Assessment

Diepe neurale netwerken voor op afbeeldingen gebaseerde dieetbeoordeling

Due to the issues and costs associated with manual dietary assessment approaches, automated solutions are required to ease and speed up the work and ...