Name: echo particle image velocimetry
Uploaded: 2012-12-27T12:00:00
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Die Autoren danken Unterstützung durch die National Science Foundation, CBET0846359, gewähren Monitor Horst Henning Winter.

Ein. Erstellen Sie eine messbare Durchfluss <ol><li> EPIV Validierung Messungen in Rohrströmung eines Glycerin Wasser-Lösung (- 50% Wasser 50% Glycerin) nachgewiesen werden. Eine schematische Darstellung des Versuchsaufbau ist in Abbildung 1 dargestellt. </li><li> Glashohlkugeln mit einem nominalen Durchmesser von 10 um auf das Fluid in einer Konzentration von etwa 17 Gewichtsteilen pro Million zugegeben. Die hohlen Glaskugeln dienen als Ultraschall-Kontrastmittel und ihrer Größe und Dichte sind s...

<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>

Das Protokoll für Betreiben eines Echos Teilchenbildanalysator Velocimetry (EPIV)-System in der Lage ist Erfassen zweidimensionale Felder der Geschwindigkeit in optisch opaken Fluide oder durch optisch opaken Geometrien beschrieben wurde. Praktische Anwendung EPIV ist für die Untersuchung von biologischen und industriellen Flusssystem wo die Strömung von Fluiden opaken tritt in sehr vielen Anwendungen gut geeignet. Der besondere hier vorgestellte System wurde gebaut, um gezielt die Fließeigenschaften des verflüssig...

<table border="1"><tbody><tr><td> Name des Reagenzes </td><td> Firma </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare (optional) </td></tr><tr><td> Ultraschallgerät </td><td> GE </td><td> Vivid 7 Pro </td><td></td></tr><tr><td> Linear Ultrasound Array </td><td> GE </td><td> 10 L </td><td></td></tr><tr><td> DC Wasserpumpe </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> Post-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> Ultraschall-Gel </td><td> Parker </td><td> Aquasonic 100 </td><td></td></tr></tbody></table>

echo particle image velocimetry

Der Transport von Masse, Impuls und Energie in Flüssigkeit fließt, wird letztlich durch raumzeitliche Verteilung der Fluidgeschwindigkeit Feld bestimmt. 1 Folglich ist eine Voraussetzung für das Verständnis, Vorhersage und Steuerung fließt, ist die Fähigkeit, die Geschwindigkeit Feld mit Messung angemessene räumliche und zeitlicher Auflösung. 2 Für Geschwindigkeitsmessungen in optisch undurchsichtige Flüssigkeiten oder durch lichtundurchlässige Geometrien echo Particle Image Velocimetry (EPIV) ist eine attraktive diagnostische Technik zur &quot;sofortigen&quot; zweidimensionale Felder der Geschwindigkeit zu erzeugen. 3,4,5,6 In diesem Papier, das Betriebssystem-Protokoll für eine EPIV System durch die Integration einer kommerziellen medizinischen Ultraschallgerät 7 mit einem PC mit kommerziellen Particle Image Velocimetry (PIV)-Software 8 beschrieben gebaut und Validierung Messungen in Hagen-Poiseuille (dh laminare Rohr) Flow gemeldet . Für die EPIV Maßnahmegen wird eine Phasen-Array-Sonde, die mit dem medizinischen Ultraschall-Maschine verwendet, um ein zweidimensionales Ultraschallbild durch Pulsen der piezoelektrischen Sondenelemente zu unterschiedlichen Zeitpunkten erzeugen. Jedes Tastelements überträgt ein Ultraschallimpuls in das Fluid und Teilchen in der Tracer Fluid (entweder natürlich vorkommende oder seeded) reflektieren Ultraschallechos zurück an die Sonde, wenn sie aufgezeichnet werden. Die Amplitude der reflektierten Ultraschallwellen und deren Zeitverzögerung relativ zur Übertragung verwendet werden, um zu erstellen, was als B-Modus (Helligkeitsbetriebsart) zweidimensionalen Ultraschallbildern bekannt. Insbesondere wird die Zeitverzögerung verwendet, um die Position des Streuers in der Flüssigkeit zu bestimmen, und die Amplitude verwendet wird, um die Intensität der Streuer zuordnen. Die erforderliche Zeit, um eine einzelne B-Modus-Bild, t, zu erhalten, wird durch die Zeit, um all die Elemente der Phased-Array-Sonde Puls bestimmt. Für den Erwerb von mehreren B-Mode-Bilder, die Bildrate des Systems in Frames pro Sekunde (fps) = 1 / &amp; delta; t. (Siehe 9 für eine Überprüfung der Ultraschall-Bildgebung.) Für eine typische EPIV Experiment beträgt die Bildrate zwischen 20-60 fps, je nach Strömungsverhältnissen und 100-1000 B-Modus-Bilder der räumlichen Verteilung der Tracer Teilchen in der Strömung erfasst. Einmal erworben, sind die B-Modus-Ultraschall-Bilder über eine Ethernet-Verbindung an den PC mit der PIV kommerzielle Software übertragen. Verwendung des PIV-Software, Tracerpartikel Verschiebungsfelder, D (x, y) [Pixel], (wobei x und y horizontale und vertikale räumliche Position in dem Ultraschallbild, jeweils) durch Anlegen Kreuzkorrelation Algorithmen zur aufeinanderfolgenden Ultraschall B-erworbenen Mode-Bilder. 10 Die Geschwindigkeitsfelder, u (x, y) [m / s], werden aus den Verschiebungen Feldern bestimmt, die Kenntnis der Zeitschritt zwischen Bildpaaren, AT [s], und die Bildvergrößerung, M [m / Pixel ], dh, u (x, y) = MD (x, y) / AT. Der Zeitschritt bVergleicht man Bilder AT = 1/fps + D (x, y) / B, wobei B [Pixel / s] ist die Zeit, die für die Ultraschallsonde über die Bildbreite Sweep. In der vorliegenden Studie, M = 77 [&amp;mgr; m / Pixel], fps = 49,5 [1 / s] und B = 25.047 [Pixel / s]. Einmal erworben, können die Geschwindigkeit Bereichen analysiert, um Durchflussmengen von Interesse zu berechnen.

Eine momentane echo Particle Image Velocimetry (EPIV) Vektorfeld ist in Abbildung 3 dargestellt. Der Vektor Plot zeigt Geschwindigkeitsvektoren jede vierte Spalte und die Hintergrundfarbe Höhenlinien entspricht Geschwindigkeitsbetrages. Ein Ensemble durchschnittliche Zeicheneinheit gemittelt über 1000 momentanen EPIV vector Grundstücke ist in Abbildung 4 dargestellt. Übereinstimmend mit Rohrströmung, die Geschwindigkeitsvektoren in erster Linie in der Strömungsrichtung, treten die...

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Echo Particle Image Velocimetry

Ein Echo Teilchenbildanalysator Velocimetry (EPIV)-System in der Lage ist Erfassen zweidimensionale Felder der Geschwindigkeit in optisch opaken Fluide oder durch optisch opaken Geometrien beschrieben und Validierung Messungen in Rohrströmung berichtet.

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

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