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

Forfatterne takknemlig erkjenner støtte fra National Science Foundation, CBET0846359, stipend monitor Horst Henning Winter.

1. Lag en målbar Flow <ol><li> EPIV validering målinger vil bli demonstrert i pipe flyt av en glyserin vannløsning (50% glycerol - 50% vann). En skjematisk av eksperimentelle oppsettet er vist i figur 1. </li><li> Hule glasskuler med en nominell diameter på 10 um tilsettes til fluidet i en konsentrasjon på omtrent 17 vektdeler per million. De hule glasskuler tjene som ultralyd kontrastmidler, og deres størrelse og tetthet er valgt slik at de passivt følger fluidstrømmen. 10 </li><li...

<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>

Den opererer protokoll for et ekko partikkel bilde velocimetry (EPIV) systemet i stand anskaffe todimensjonale felt av hastighet i optisk opake fluider eller gjennom optisk opake geometrier ble beskrevet. Praktisk anvendelse av EPIV er velegnet for studiet av industrielle og biologiske strømningssystemer, hvor strømningen av ugjennomsiktig væsker oppstår i svært mange søknad. Den spesielle systemet som presenteres her ble målbevisst bygget for å studere strømningsegenskapene av flytende biomasse fluider som bru...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på reagensen </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (valgfritt) </td></tr><tr><td> Ultralyd Machine </td><td> GE </td><td> Vivid 7 Pro </td><td></td></tr><tr><td> Lineær Ultralyd Array </td><td> GE </td><td> 10 L </td><td></td></tr><tr><td> DC vannpumpe </td><td> KNF </td><td> NF 10 KPDC </td><td></td></tr><tr><td> Vector behandlingsprogramvaren </td><td> Lavision </td><td> DAVIS 7,2 </td><td></td></tr><tr><td> Innlegg behandlingsprogramvaren </td><td> Mathworks </td><td> MATLAB 7,12 </td><td></td></tr><tr><td> Akryl Tubing </td><td> McMaster-Carr </td><td> 8486K531 </td><td></td></tr><tr><td> Ultralyd Gel </td><td> Parker </td><td> Aquasonic 100 </td><td></td></tr></tbody></table>

echo particle image velocimetry

Transporten av masse, moment og energi i væsken flyter er siste instans bestemmes av Spatiotemporal distribusjoner av væska feltet. 1 Følgelig en forutsetning for å forstå, forutsi og kontrollere væske flyter er evnen til å måle hastigheten feltet med adekvat romlig og tidsoppløsning. 2 for hastighet målinger i optisk opake fluider eller gjennom optisk ugjennomsiktige geometrier, echo partikkel image velocimetry (EPIV) er et attraktivt diagnostisk teknikk for å generere &quot;momentant&quot; todimensjonale felt av hastighet. 3,4,5,6 I dette papir, drift protokoll for et EPIV system bygget ved å integrere en kommersiell medisinsk ultralyd maskin 7 med en PC som kjører kommersiell partikkel bilde velocimetry (PIV) programvare 8 er beskrevet, og validering målinger i Hagen-Poiseuille (dvs. laminær pipe) flyt rapporteres . For EPIV tiltaketmenter, er en faserettet sonde koblet til medisinsk ultralyd maskinen brukes til å generere en to-dimensjonal ultralydbildet ved pulsing de piezoelektriske probe elementene til forskjellige tider. Hver sonde element sender en ultralydpuls inn i fluidet, og tracer partikler i fluidet (enten naturlig forekommende eller sådd) reflekterer ultralyd ekko tilbake til sonden hvor de blir registrert. Amplituden av de reflekterte ultralydbølger og deres tid forsinkelse i forhold til overføring blir brukt til å lage det som er kjent som B-modus (lysstyrke) todimensjonale ultralydbilder. Spesifikt tidsforsinkelse brukes til å bestemme posisjonen av scatterer i fluidet og amplituden brukes til å tildele intensitet til scatterer. Den nødvendige tid for å oppnå en enkelt B-mode bilde, t, bestemmes av den tid det tar å pulsere alle elementene i det fasede rekkesystemet sonde. For å skaffe flere B-mode bilder, bildefrekvens på systemet i rammer per sekund (fps) = 1 / &amp; deLTA, t. (Se 9 for en gjennomgang av ultralyd.) For en typisk EPIV eksperiment, er bildefrekvensen mellom 20-60 fps, avhengig strømningsforhold, og 100-1000 B-mode bilder av den romlige fordelingen av sporstoffet partikler i flyten blir kjøpt. Når kjøpte, er B-mode ultralyd bildene overføres via en ethernet-tilkobling til PC som kjører PIV kommersiell programvare. Bruke PIV programvaren tracer partikkelforflytningen felt, D (x, y) [piksler], (der x og y betegner horisontale og vertikale romlige posisjon i ultralydbildet, henholdsvis) er ervervet ved å anvende krysskorrelasjon algoritmer til suksessiv ultralyd B- mode bilder. 10 De bremses felt, u (x, y) [m / s], bestemmes fra forskyvninger feltene, vel vitende om tid steg mellom bilde parene, DT [s], og bildet forstørrelse, M [meter / pixel ], dvs, u (x, y) = MD (x, y) / aT. Klokka trinn between images aT = 1/fps + D (x, y) / B, hvor B [piksler / S] er tiden det tar for ultralydprobe å feie over bildebredden. I denne studien, M = 77 [mikrometer / pixel], fps = 49,5 [1 / s], og B = 25047 [piksler / s]. Gang ervervet, kan hastighetsverdiene feltene bli analysert for å beregne flyt mengder av interesse.

En umiddelbar ekko partikkel image velocimetry (EPIV) vektor-feltet er vist i figur 3.. Vektoren plottet viser velocity vektorer hver fjerde kolonne og bakgrunnsfarge konturkart tilsvarer størrelsen på hastigheten. Et ensemble middeltall vektor tomten gjennomsnitt over 1000 momentant EPIV vektor plott er vist i figur 4. Konsistent med pipe flyt, hastighetsverdiene vektorer er hovedsakelig i strømvis retning, de største hastigheter oppstå ved røret senterlinjen og hastighetene redu...

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

Echo Particle Image Velocimetry

Et ekko partikkel bilde velocimetry (EPIV) system som kan skaffe todimensjonale felt av hastighet i optisk ugjennomsiktig væske eller gjennom optisk ugjennomsiktig geometrier er beskrevet, og validering målinger i pipe flyt er rapportert.

Ekko Particle Bilde Velocimetry

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 Quantum Minne i 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 Particle Bilde velocimetry nærheten Overflater

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

Bruke nøytronspinke ekko løst beiteforekomst spredning for å undersøke organiske solcellematerialer

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 av nanocrystal Størrelsesfordeling ved hjelp av Raman spektroskopi med en Multi-partikkel Phonon Confinement 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

Utvikling av en Forsøksoppsett for måling av Coefficient of Restitusjon under vakuum betingelser

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

Tredimensjonal Particle Tracking velocimetry for Turbulence Applications: Case av en 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

Samtidig måling av turbulens og partikkel kinematikk med flyt Imaging teknikker

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-utskrift – Evaluering av partikkelutslipp av en 3D-utskriftspenn

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 av proteindynamikk via nøytron spin ekko spektroskopi

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

Dype nevrale nettverk for bildebasert kostholdsvurdering

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