Name: high-speed particle image velocimetry near surfaces
Uploaded: 2013-06-24T14:00:00
Duration: 11 min 59 s
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इस सामग्री को अनुदान सं CBET-1032930 के तहत अमेरिका के राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन द्वारा समर्थित काम पर आधारित है और मिशिगन मात्रात्मक लेजर निदान प्रयोगशाला के विश्वविद्यालय में प्रदर्शन किया काम करते हैं.

<ol>
	<li>Raffel, 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> Particle Image Velocimetry: A Practical Guide. , (2007).</li><li>Adrian, R. J., 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=.">.</a> Particle image velocimetry. , (2011).</li><li>Sick, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+speed+imaging+in+fundamental+and+applied+combustion+research.">High speed imaging in fundamental and applied combustion research.</a> Proceedings of the Combustion Institute. 34 (2), 3509-3530 (2013).</li><li>Prasad, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Particle+image+velocimetry.">Particle image velocimetry.</a> Current Science (Bangalore). 79 (1), 51 (2000).</li><li>Stitou, A., Riethmuller, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extension+of+PIV+to+super+resolution+using+PTV.">Extension of PIV to super resolution using PTV.</a> Measurement Science &amp; Technology. 12 (9), 1398-1403 (2001).</li><li>Alharbi, A. 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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+2D+flow+velocity+and+gas+temperature+measurements+using+thermographic+phosphors.">Simultaneous 2D flow velocity and gas temperature measurements using thermographic phosphors.</a> Applied Physics B. 92 (1), 99-102 (2008).</li><li>Someya, S., Li, Y., Ishii, K., Okamoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combined+two-dimensional+velocity+and+temperature+measurements+of+natural+convection+using+a+high-speed+camera+and+temperature-sensitive+particles.">Combined two-dimensional velocity and temperature measurements of natural convection using a high-speed camera and temperature-sensitive particles.</a> Experiments in Fluids. 50 (1), 65-73 (2010).</li><li>Peterson, B., Reuss, D. L., Sick, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-speed+imaging+analysis+of+misfires+in+a+spray-guided+direct+injection+engine.">High-speed imaging analysis of misfires in a spray-guided direct injection engine.</a> Proceedings of the Combustion Institute. 33 (2), 3089-3096 (2011).</li></ol>

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

किसी भी ऑप्टिकल प्रवाह माप तकनीक के साथ के रूप में, उच्च गति कण छवि velocimetry (PIV) की स्थापना की योजना बना रही बाधाओं का आकलन और हाथ में माप कार्य के लिए सबसे अच्छा समझौता के मूल्यांकन की आवश्यकता है. छवि बढ़ाई, फ्रेम दर, लेजर चादर गुण, और विश्लेषण एल्गोरिदम का चयन अध्ययन के तहत प्रवाह के विवरण पर निर्भर करते हैं. यदि जरूरत हो, खोजपूर्ण माप उच्च निष्ठा के मापन के लिए पैरामीटर सेटिंग्स की पहचान करने के लिए आयोजित किया जाना चाहिए. यह लेख सामान्य प्रक्रिया है और एक फ्लैट प्लेट के साथ एक प्रवाह की सीमा परत का अध्ययन करने के लिए उच्च गति PIV के लिए कुछ नमूने के परिणाम का वर्णन करता है. 500 छवियों का एक अनुक्रम 5 kHz पर दर्ज की गई थी. एक लंबी दूरी की खुर्दबीन थाली सतह पर स्थित एक 2.4 x 1.8 मिमी 2 क्षेत्र का दृश्य प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया गया था. बीज के तेल की बूंदों की उच्च गुणवत्ता रोशनी एक प्रकाश श में विस्तार किया गया था कि एक स्पंदित डायोड पंप ठोस राज्य लेजर से एक किरण के साथ हासिल की थीEET एक किरण homogenizer का उपयोग कर. किरण homogenizer छोटे बेलनाकार लेंस और एक अतिरिक्त, एकीकृत दूरबीन से बना एक माइक्रो लेंस सरणी शामिल हैं. माइक्रो लेंस सरणी beamlets में बंटवारे आने वाली किरण द्वारा खड़ी दिशा में परिपत्र बीम फैलता है. फिर निम्नलिखित दूरबीन बीम प्रचार करने के लिए सामान्य प्रकाश चादर विमान में एक भी प्रकाश तीव्रता वितरण के साथ एक हल्के चादर बनाने के लिए beamlets superimposes. छवियाँ एक PIV पार सहसंबंध एल्गोरिथ्म का उपयोग संसाधित किया गया. यह एक homogenized किरण सतहों के पास काम कर रहा है, खासकर जब उपयोगी है, लेकिन यह यहाँ वर्णित आवेदन के लिए महत्वपूर्ण नहीं है कि ध्यान दिया जाना चाहिए. इस प्रक्रिया में उल्लिखित विधि मजबूत सहसंबंध एल्गोरिदम का उपयोग कर प्रवाह की दखलंदाजी से उच्च संकल्प, उच्च गति की जांच के लिए सक्षम बनाता है. इस उच्च संकल्प, उच्च गति माप तकनीक का मुख्य लाभ उच्च स्थानिक और अस्थायी समाधान और पहचान और ट्रैक करने की क्षमता हैंप्रवाह के भीतर संरचनाओं का विकास. Alharbi 6 और Jainski एट अल, इन तकनीकों का उपयोग करना. 8 एक आंतरिक दहन इंजन की सीमा परत के भीतर भंवर संरचनाओं कल्पना और ट्रैक करने की क्षमता का प्रदर्शन किया है. इन प्रमुख विशेषताओं अत्यधिक क्षणिक प्रवाह की संरचना और गतिशीलता पर जांच सक्षम. इसके अलावा, PIV (tomographic PIV एक विमान (स्टीरियो PIV) में और एक मात्रा में 3 घटकों (3 सी) को हल करने के लिए दो आयामी, दो घटक (2 डी -2) वेग क्षेत्रों (यहाँ के रूप में वर्णित है) से परे का विस्तार किया जा सकता है , PIV, होलोग्राफिक PIV) स्कैनिंग. इसके अतिरिक्त, PIV ऐसे तलीय लेजर प्रेरित प्रतिदीप्ति (PLIF), फ़िल्टर रेले बिखरने (FRS), और वेग और अन्य scalars (तापमान, प्रजातियों एकाग्रता, तुल्यता अनुपात) 11 के एक साथ 2 डी माप प्राप्त करने के लिए thermographic phosphors के रूप में अन्य तकनीकों के साथ लागू किया जा सकता है -14. इन ऑप्टिकल, लेजर आधारित विधियों सीधे जन की जांच करने के लिए लागू किया जा सकताइस तरह के पास की दीवार के रूप में कई अनुप्रयोगों में ऊर्जा विनिमय प्रक्रियाओं एक आंतरिक दहन इंजन में बहती है.

बहु आयामी वेग के मापन और समय में प्रवाह क्षेत्र ट्रैक करने की क्षमता विज्ञान, इंजीनियरिंग, और स्वास्थ्य विज्ञान के कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं. प्रवाह इमेजिंग के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की तकनीक के बीच कण छवि velocimetry (PIV) है. प्रारंभ में वेग घटकों विमान में दो की मापी फोटो, PIV वेरिएंट तीन घटक और बड़ा माप क्षमताओं को प्रदान करने के लिए विकसित किया गया है कि एक तलीय तकनीक के रूप में स्थापित किया. सभी PIV सिस्टम ट्रेसर कण, एक या एक से अधिक प्रकाश स्रोतों, और एक या एक से अधिक कैमरों से मिलकर बनता है. ठोस कणों या बूंदों आमतौर ट्रेसर कणों के रूप में उपयोग किया जाता है लेकिन प्रवाह में निहित बुलबुले भी ट्रेसर कणों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. कैमरा (ओं) तो छवि (ओं) बिखरे हुए या वे प्रकाश स्रोत (ओं) द्वारा विकिरणित हैं के बाद ट्रेसर कण से प्रकाश उत्सर्जित. विविधताओं 1,2 की व्यापक रेंज के बीच सबसे आम एक एक चूहे पर एक विमान में दो वेग घटक कब्जादूसरी प्रति कुछ फ्रेम के ए. अभी हाल ही में नए उपकरण किलोहर्ट्ज़ रेंज में अशांत समय के तराजू पर प्रवाह का पालन करें कि उच्च फ्रेम दर माप (&gt; 1 किलो हर्ट्ज) सक्षम है. PIV एक में जाना समय की देरी से अलग होती है कि छवियों की एक जोड़ी से कण समूहों की औसत गति पर नज़र रखने के द्वारा एक वेग क्षेत्र को निर्धारित करता है. प्रत्येक छवि नियमित अंतराल पर पूछताछ खिड़कियों की एक ग्रिड में विभाजित है. सबसे आम पूछताछ खिड़की आकार 32 x 32 पिक्सल है. एक एल्गोरिथ्म पूछताछ खिड़की प्रति एक विस्थापन वेक्टर, जिसके परिणामस्वरूप सभी पूछताछ खिड़कियों के लिए पार से संबंध समारोह गणना करता है और इसलिए वैक्टर की एक नियमित ग्रिड पैदा करता है. समय की देरी से विस्थापन वेक्टर क्षेत्र डिवाइडिंग तब वेग वेक्टर क्षेत्र को निर्धारित करता है. PIV माप की योजना बना जब यह आम तौर पर प्रयोगात्मक सेटिंग्स के चुनाव परस्पर विरोधी आवश्यकताओं के बीच एक समझौता है कि एहसास करने के लिए महत्वपूर्ण है. दूसरे शब्दों में, अनुभवमानसिक शर्तों को ध्यान से हाथ में अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण हैं कि प्रवाह के पहलुओं पर कब्जा करने की योजना बनाई जाने की जरूरत है. Raffel एट अल. 1 और एड्रियन और Westerweel 2 द्वारा पुस्तकें इन बाधाओं के उत्कृष्ट में गहराई से विचार विमर्श प्रदान करते हैं. यहाँ हम वर्तमान संदर्भ में सबसे महत्वपूर्ण हैं कि कई पर प्रकाश डाला. क्षेत्र के दृश्य (FOV) के चुनाव को यहां पैरामीटर चयन के लिए शुरुआती बिंदु की स्थापना की जाएगी. कैमरा चिप पर पिक्सल की संख्या तो एक बार पार से संबंध प्रक्रिया के दौरान एक 50% ओवरलैप के साथ 32 x 32 पिक्सल, की पूछताछ खिड़की के आकार का उपयोग करने के लिए चुनता यह सोचते हैं कि स्थानिक संकल्प और प्राप्त कर रहे हैं कि वैक्टर की संख्या निर्धारित करता है. पूछताछ खिड़की प्रति 8-10 कणों की एक बोने घनत्व आम तौर पार से संबंध समारोह में सहायता करने के लिए वांछित है. हालांकि, इस तरह के कण ट्रैकिंग velocimetry (पीटीवी) है और यह समय औसतन सहसंबंध दृष्टिकोण के रूप में विशेष एल्गोरिदम, वहाँ रहे हैं कि हो सकता हैसतहों के पास इमेजिंग के साथ मामला है कम बोने घनत्व (1-3 कणों / पूछताछ खिड़की) के साथ स्थितियों का समाधान करने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा. प्रत्येक पूछताछ खिड़की के भीतर वेग ढ़ाल कि खिड़की के परिणामस्वरूप प्रतिनिधि वेक्टर में एक पूर्वाग्रह से बचने के लिए छोटा होना चाहिए ध्यान दें. एक स्थापित नियम के अंगूठे के पहले और दूसरे फ्रेम के बीच कण विस्थापन बाँधना नुकसान (पहले से पूछताछ खिड़की के भीतर कण छवियों के नुकसान की संख्या को कम करने के लिए 8 पिक्सल (¼ पूछताछ खिड़की के आकार के) से अधिक नहीं होना चाहिए संबंध के लिए) दूसरे फ्रेम करने के लिए फ्रेम. नतीजतन, लगातार दो लेजर दालों (डीटी) के बीच के समय के अनुसार समायोजित किया जाना है. कम अंत संकल्प सीमा 0.1 पिक्सेल विस्थापन के आदेश पर है क्योंकि हालांकि, 8 पिक्सेल विस्थापन के बराबर नीचे डीटी को कम वेग गतिशील रेंज कम हो जाएगा. 8 पिक्सेल विस्थापन डब्ल्यू करने के लिए इसी तरह केइमेजिंग विमान ithin, उच्चतम वेग कणों बाँधना घाटे की संख्या को कम करने के लिए फिर से, प्रकाश चादर मोटाई के एक चौथाई से अधिक पार नहीं करना चाहिए. दो लेजर दालों के बीच के समय में देरी प्रकाश चादर विमान के भीतर सबसे अच्छा सहसंबंध सुनिश्चित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, चादर की मोटाई इस संदर्भ में एक चर है. प्रकाश की तीव्रता की एकरूपता यह ऐसी तलीय लेजर प्रेरित प्रतिदीप्ति इमेजिंग 3, एक के पास शीर्ष टोपी बीम प्रोफाइल के रूप में तीव्रता आधारित मापन के लिए है के रूप में महत्वपूर्ण नहीं है, विशेष रूप से उच्च संकल्प इमेजिंग के लिए, PIV गुणवत्ता में मदद करता है. सामान्य में, अध्ययन के तहत प्रवाह की प्रकृति के बारे में कुछ मान्यताओं प्रयोगात्मक मापदंडों के चयन में एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. फिर, खोजपूर्ण प्रयोगों सेटिंग्स को निखारने की जरूरत हो सकती है. यहाँ हम दो वेग घटक की उच्च फ्रेम दर इमेजिंग माप की अनुमति देता है कि एक PIV प्रयोग कैसे स्थापित करने का वर्णनसीमा परत संरचनाओं को हल करने के लिए पर्याप्त है कि स्थानिक संकल्प के साथ एनटीएस. यह एक उच्च पुनरावृत्ति दर के उपयोग के साथ पूरा किया है मंदिर 00 डायोड पंप ठोस राज्य लेजर, एक लंबी दूरी की माइक्रोस्कोप, और एक उच्च फ्रेम दर CMOS कैमरा. सतहों के पास इमेजिंग पर कुछ विवरण भी शामिल किए गए हैं.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Model</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed 532 nm Nd:YAG laser</td>
			<td>Quantronix</td>
			<td>Model: Hawk I</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Long distance microscope (QM-100)</td>
			<td>Questar</td>
			<td>Model: QM-100</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed CMOS camera (Phantom v7.3)</td>
			<td>Vision Research</td>
			<td>Model: Phantom v7.3</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atomizer (TSI 9306)</td>
			<td>TSI</td>
			<td>Model: 9306</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone oil</td>
			<td>Dow Corning CST 510</td>
			<td>CST 510 Fluid</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beam homogenizer</td>
			<td>Fraunhofer</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Custom made part</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>45&deg; high-reflectivity (HR) 532 nm turning mirror</td>
			<td>Laser Optik</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aperture</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration target</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Custom made part</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PIV recording and processing software</td>
			<td>LaVision</td>
			<td>Software: Da Vis</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-speed controller (HSC)</td>
			<td>LaVision</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical rail and carriers</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser beam blocks and traps</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounts for optical elements</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Translation stage</td>
			<td>Newport</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metal tubing to create jet flow</td>
			<td>McMaster-Carr</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Combination square and centering square</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Multiple suppliers</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-speed particle image velocimetry near surfaces

बहु - आयामी और क्षणिक बहती विज्ञान, इंजीनियरिंग, और स्वास्थ्य विज्ञान के कई क्षेत्रों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, लेकिन अक्सर अच्छी तरह से समझ नहीं रहे हैं. इन प्रवाह की जटिल प्रकृति के कण छवि velocimetry (PIV), ऑप्टिकली सुलभ प्रवाह के लिए एक लेजर आधारित इमेजिंग तकनीक का उपयोग कर अध्ययन किया जा सकता है. PIV के कई रूपों के मूल तलीय दो घटक वेग माप क्षमताओं से परे तकनीक का विस्तार है कि मौजूद हैं, बुनियादी PIV प्रणाली एक प्रकाश स्रोत (लेजर), एक कैमरा, ट्रेसर कण, और विश्लेषण एल्गोरिदम के होते हैं. इमेजिंग और रिकॉर्डिंग मापदंडों, प्रकाश स्रोत, और एल्गोरिदम ब्याज के प्रवाह के लिए रिकॉर्डिंग का अनुकूलन और वैध वेग डेटा प्राप्त करने के लिए समायोजित कर रहे हैं. दूसरी प्रति कुछ तख्ते पर एक विमान में आम PIV जांच उपाय के दो घटक वेग. Transi हल करने में सक्षम हालांकि, इंस्ट्रूमेंटेशन में हाल के घटनाक्रम में मदद की है उच्च फ्रेम दर (&gt; 1 किलो हर्ट्ज) मापनईएनटी उच्च अस्थायी समाधान के साथ बहती है. इसलिए, उच्च फ्रेम दर माप अत्यधिक क्षणिक प्रवाह की संरचना और गतिशीलता के विकास पर सक्षम जांच है. ये जांच जटिल प्रवाह की मूलभूत भौतिक विज्ञान को समझने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं. एक फ्लैट प्लेट की सतह के पास एक क्षणिक प्रवाह का अध्ययन करने के लिए उच्च संकल्प, उच्च गति तलीय PIV प्रदर्शन करने के लिए एक विस्तृत वर्णन यहां प्रस्तुत किया है. ऐसी छवि और रिकॉर्डिंग गुण, लेजर चादर गुण के रूप में पैरामीटर की कमी का समायोजन, और ब्याज की किसी भी प्रवाह के लिए PIV अनुकूल करने के लिए एल्गोरिदम प्रसंस्करण के लिए विवरण शामिल हैं.

सेट अप की एक फोटो चित्र 1 में दिखाया गया है. दो लगातार कब्जा कर लिया छवियों से दीवार के पास एक 32 x 32 पिक्सेल पूछताछ खिड़की के कच्चे कण छवियों चित्रा 2 में दिखाया गया है. चित्रा 2a में कणों चित्रा 2b में सही करने के लिए 2-3 पिक्सल विस्थापित और में विमान और बाहर के विमान कण विस्थापन पूछताछ खिड़की के आकार की एक चौथाई से अधिक नहीं होनी चाहिए कि जिसमें कहा गया है &quot;एक चौथाई शासन,&quot; को पूरा कर रहे हैं . PIV सहसंबंध एल्गोरिदम कणों के समूहों को ट्रैक के बाद से इसके अतिरिक्त, पूछताछ खिड़की प्रति कण घनत्व लगभग 8-10 कणों होना चाहिए. हालांकि, लगभग दीवार PIV जांच में बोने घनत्व 1-3 कणों के आदेश पर अक्सर है. इस प्रकार, विशेष एल्गोरिदम ऐसे व्यक्ति के कणों 1,2,4-6 ट्रैक जो कण ट्रैकिंग velocimetry (पीटीवी) एल्गोरिदम के रूप में कम बोने घनत्व, साथ पढ़ाई को संबोधित करने के लिए इस्तेमाल किया जाना चाहिए. एक समय औसतन सहसंबंध दृष्टिकोण7,8 भी कम बोने घनत्व मुद्दों का समाधान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है लेकिन यह आम तौर पर अस्थायी समाधान के नुकसान में परिणाम सकता है. इसके अतिरिक्त, दीवारों के पास इमेजिंग प्रतिकूल PIV सहसंबंध को प्रभावित और झूठी वैक्टर उत्पादन हो सकता है कि उज्ज्वल लेजर प्रतिबिंब पर असर पड़ा है. ये चमकदार प्रतिबिंब भी दीवार सामान्य दिशा में पहला वैध वेग वेक्टर की स्थिति को सीमित रखें. कच्चे कण छवियों पूर्व प्रसंस्करण ऐसी लेजर प्रतिबिंब के रूप में स्रोतों से पृष्ठभूमि शोर के प्रभाव को कम करने के लिए आवश्यक है. इस प्रदर्शन में पहली वैध वेक्टर दीवार से 23 माइक्रोन स्थित था. कच्चे कण छवियों PIV सहसंबंध एल्गोरिदम का उपयोग संसाधित कर रहे हैं, जिसके परिणामस्वरूप वेग वेक्टर क्षेत्रों की गुणवत्ता और वैधता का आकलन किया जाना चाहिए. नकली वैक्टर कच्चे वेक्टर क्षेत्रों में अपरिहार्य हैं, लेकिन कुछ ख़ास विशेषताएं हैं. गलत वैक्टर प्रकाश चादर के किनारों पर, सतहों के पास आम हैं, और किनारों ओ परपिता प्रवाह. इसके अलावा, अवैध वैक्टर परिमाण और दिशा पड़ोसी वैक्टर से काफी अलग और शारीरिक मतलब नहीं होगा. चित्रा 2 से कण विस्थापन का संकेत के रूप में इस सीमा परत प्रवाह उदाहरण के मामले में, वैध वेग वैक्टर बाएँ से सही करने के लिए कहना चाहिए. इसके अतिरिक्त, वेग कोई पर्ची हालत 9 की वजह से दीवार के पास कमी करनी चाहिए. 3 चित्र में दिखाया तात्कालिक वेग क्षेत्रों इन शारीरिक मापदंड के दोनों फिट. PIV परिणामों की वैधता का आकलन करने के लिए एक और उपयोगी मीट्रिक वेग वेक्टर क्षेत्र में प्रत्येक वेक्टर के वेक्टर चुनाव निर्धारित है. सामान्य में, वेक्टर क्षेत्र&gt; = 95% पहली पसंद वैक्टर, मजबूत पोस्ट प्रसंस्करण एल्गोरिदम काफी कलाकृतियों 2 निर्माण किए बिना नकली वैक्टर का पता लगाने और बदलने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, ताकि कोई बाद के प्रसंस्करण के लिए आवश्यक है कि उन यानी मिलकर करना चाहिए. तात्कालिक वेक्टर क्षेत्रों में दिखाया <sटुनिशिया&gt; चित्रा 3 1 चुनाव वैक्टर की पूरी तरह से बना रहे हैं. उच्च गति, या छायांकन, PIV माप का महत्व प्रवाह छवियों का एक समय अनुक्रम का एक निरीक्षण से स्पष्ट हो जाता है. शुरुआत, मध्य, और रिकॉर्डिंग दृश्य के अंत में तात्कालिक वेग वी (i) और वेग उतार - चढ़ाव (वी) वेक्टर क्षेत्रों में 3 चित्र में दिखाया जाता है. एक रेनॉल्ड्स अपघटन का प्रयोग, वी मैं औसतन वेग क्षेत्र (का योग है <img alt="समीकरण" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2.jpg" /> ) और वी &#39;10. इस प्रयोग के लिए, <img alt="समीकरण" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559eq2.jpg" /> अस्थायी अनुक्रम में सभी छवियों के औसत से निर्धारित किया गया था. तात्कालिक वेक्टर क्षेत्रों के माध्यम सेरिकॉर्डिंग अनुक्रम बाहर बहुत समान हैं और बाएँ से सही करने के लिए आगे बढ़ प्रवाह दिखा. इन परिणामों से भी क्षैतिज वेग घटक (यू) ऊर्ध्वाधर वेग घटक (वी) की तुलना में ज्यादा बड़ा है क्योंकि प्रवाह क्षैतिज दिशा में मुख्य रूप से संकेत मिलता है कि. उतार - चढ़ाव वेक्टर क्षेत्र भी क्षैतिज वेग उतार चढ़ाव (यू &#39;) (ऊर्ध्वाधर वेग उतार चढ़ाव वी) से बड़े होते हैं&#39; कि संकेत मिलता है. हालांकि, उतार चढ़ाव भी यू &#39;रिकॉर्डिंग अनुक्रम भर में अपनी दिशा पराजयों के बाद प्रवाह धीमा है कि संकेत मिलता है. समय के औसत और तात्कालिक यू - प्रोफाइल रिकॉर्डिंग अनुक्रम भर में कई अलग अलग समय पर 4 चित्र में दिखाया गया है और प्रवाह समय के साथ धीरे चल रही है, इसकी पुष्टि कर रहे हैं. यू - प्रोफाइल हमदीवार के करीब परिणामों के सांख्यिकीय महत्व को बेहतर बनाने के लिए एक साथ चार आसन्न वेक्टर स्तंभ औसत से निर्धारित कर रहे हैं. प्रक्रिया पिछले काम 6,8 में इस्तेमाल किया गया था. त्रुटि सलाखों चार आसन्न वेक्टर स्तंभों की दो बार मानक विचलन का संकेत मिलता है. सबसे बड़ी त्रुटि बार थाली की सतह के पास होता है और कम बोने घनत्व के क्षेत्रों के लिए PIV सहसंबंध एल्गोरिदम का उपयोग करने की कठिनाई की पुष्टि करता है. कई विश्लेषण एल्गोरिदम ऐसे पीटीवी 5,6 और समय औसतन सहसंबंध दृष्टिकोण 7,8 के रूप में कम बोने घनत्व पता करने के लिए तैयार कर रहे हैं. <img alt="चित्रा 1" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig1.jpg" /> चित्रा 1. Benchtop विधानसभा. <img alt="चित्रा 2" fo:content-width="5.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50559/50559fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig2.jpg" /> चित्रा 2. पर दीवार के पास एक 32 x 32 पिक्सेल पूछताछ में कण छवियों को एक) टी = 0.2 मिसे और ख) टी = 0.4 मिसे. पूछताछ खिड़की के भौतिक आयाम 96 x 96 माइक्रोन 2 हैं. <img alt="चित्रा 3" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig3.jpg" /> चित्रा 3 बाएँ में:. तात्कालिक वी (मैं), और पर सही: शुरुआत, मध्य, और रिकॉर्डिंग दृश्य के अंत में उतार - चढ़ाव (वी) वेग क्षेत्रों. वेक्टर क्षेत्रों पहली पसंद वैक्टर की पूरी तरह से बना रहे हैं. वेक्टर क्षेत्रों के एक छोटे सबसेट स्पष्टता के लिए दिखाया गया है. वी मैं खेतों जबकि वी &#39;विपरीत दिशा बाएँ से सही करने के लिए चलती प्रवाह का संकेत मिलता है. क्षैतिज दिशा में ही हर चौथे वेक्टर स्तंभ स्पष्टता के लिए दिखाया गया है कि कृपया ध्यान दें. के अतिरिक्तप्रत्येक छवि के ऊपरी बाएँ कोने में संकेत के रूप में, वी मैं और वी के खेतों के बीच वेग पैमाने अलग है. <img alt="चित्रा 4" src="/files/ftp_upload/50559/50559fig4.jpg" /> 4 चित्रा. प्रवाह भर में अलग अलग समय पर क्षैतिज वेग (यू) प्रोफाइल. समय औसतन यू - प्रोफाइल हलकों के साथ दिखाया गया है. टी पर दिखाया त्रुटि सलाखों = 0.1 मिसे प्रोफ़ाइल अन्य सभी बार के लिए त्रुटि सलाखों के प्रतिनिधि हैं. यू के समय इतिहास - प्रोफाइल के समय के साथ प्रवाह में कमी का पता चलता है.

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High-speed Particle Image Velocimetry Near Surfaces

उच्च संकल्प, उच्च गति कण छवि velocimetry (PIV) का उपयोग कर सीमाओं के पास क्षणिक प्रवाह का अध्ययन करने के लिए एक प्रक्रिया यहाँ वर्णित है. PIV ऐसी छवि और रिकॉर्डिंग गुण, लेजर चादर गुण, और विश्लेषण एल्गोरिदम के रूप में कई पैरामीटर बाधाओं के अनुकूलन के द्वारा किसी भी ऑप्टिकली सुलभ प्रवाह को लागू एक गैर दखल देने माप तकनीक है.

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