Co to jest Velocimetria obrazu cząstek?

Velocimetria obrazu cząstek (PIV) to metoda powszechnie stosowana do wizualizacji przepływu cząstek w płynie.PIV jest często wdrażany do celów badawczych lub edukacyjnych i pozwala naukowcom pomiar prędkości i ruchu płynów, takich jak woda.Istnieje kilka podejść do Velocimetrii obrazu cząstek, a technika ta wciąż się poprawi, gdy opracowano nową technologię.

W celu wizualizacji ruchu płynu wprowadzane są bardzo małe cząsteczki zwane znacznikami.Ze względu na ich niewielki rozmiar cząstki znacznika zachowują się w sposób prawie identyczny z badanym płynem.Znakomity stosowane w PIV mogą być oświetlone przez naukowca, co czyni je łatwo widocznymi.Velocimetria obrazu cząstek często wykorzystuje oprogramowanie komputerowe do rejestrowania i ulepszania widocznych znaczników.

Można użyć kilku różnych cząstek znacznika;Małe szklane koraliki, płatki aluminiowe i kropelki oleju to trzy popularne materiały, które można wdrożyć w tym celu.Te znaczniki bardzo dobrze odbijają światło i zwiększają widoczność płynu.Odbicia światła można badać nagim okiem lub przechwytywać kamerą do analizy.Chociaż każde źródło światła może być wystarczające do PIV, laser jest zwykle stosowany, gdy dokładność jest ważna.

Fotografia filmowa była główną metodą rejestrowania ruchów cząstek, gdy PIV został po raz pierwszy opracowany, chociaż wynalezienie niedrogich aparatów cyfrowych sprawiło, że podejście analogowe sprawiło, że podejście analogowe sprawiłoprzestarzały.Cyfrowe obrazy cząstek o wysokiej rozdzielczości są teraz powszechne.Niektóre programy komputerowe są w stanie automatycznie rozpoznać i śledzić każdy znacznik na obrazie PIV oraz dostarczać dane w czasie rzeczywistym na temat ruchu płynów.

Standardowy wizerunek wizerowy rejestruje ruch płynu w dwóch wymiarach.Niektóre odmiany PIV zwiększają tę zdolność i umożliwiają trójwymiarową wizualizację.Podejście to wykorzystuje dwa kamery zamiast jednego i jest często nazywane stereoskopowym Piv .Za pomocą specjalnego oprogramowania komputerowego punkty widzenia z tych dwóch kamer są łączone, aby stworzyć nowy punkt widzenia.

Velocimetria obrazu cząstek ma wiele aplikacji.Jest powszechnie stosowany w dziedzinie inżynierii lotniczej i pozwala naukowcom zobaczyć przepływ powietrza nad skrzydłem samolotu lub innej powierzchni kontrolnej.PIV jest również stosowany w społeczności opieki zdrowotnej.Badanie ruchu płynów w ciele pomaga lekarzom wizualizować krążenie krwi i rozwijać nowe implanty medyczne.Ponadto biolodzy czasami używają również Velocimetrii obrazu cząstek do badania ruchu pływania ryb lub innych stworzeń morskich.