Velocimetría de imágenes de partículas
[2][3][4][5][6] Se usa para obtener mediciones de velocidad instantáneas y propiedades relacionadas en fluidos.
Otras técnicas utilizadas para medir flujos son la velocimetría Doppler con láser y la anemometría por cable caliente.
El arreglo PIV 2D (bidimensional) típico consiste en una cámara (normalmente una cámara digital con un chip CCD en sistemas modernos), una luz estroboscópica o un láser con una disposición óptica para limitar la región física iluminada (normalmente una lente cilíndrica para convertir un haz de luz en un plano), un sincronizador que actúa como un disparador externo para el control de la cámara y el láser, las partículas de siembra y el flujo estudiado.
El primero en utilizar partículas para estudiar fluidos de una manera más sistemática fue Ludwig Prandtl, a principios del siglo XX.
En estas densidades de partículas, se observó además que era más fácil estudiar los flujos si se dividían en muchas áreas de "interrogación" muy pequeñas, que podían analizarse individualmente para generar una velocidad para cada área.
Las partículas de siembra son un componente inherentemente crítico del sistema PIV.
Esto ha permitido que cada exposición sea aislada en su propio marco para un análisis de correlación cruzada más preciso.
Las cámaras típicas solo pueden tomar un par de fotos a una velocidad mucho más lenta.
Las cámaras CCD o CMOS de alta velocidad están disponibles, pero son mucho más caras.
Esto es crítico ya que la técnica PIV generalmente no puede medir el movimiento normal a la hoja láser y, por lo tanto, idealmente, esto se elimina manteniendo una hoja láser completamente bidimensional.
Sin embargo, se debe tener en cuenta que la lente esférica no puede comprimir la hoja láser en un plano bidimensional real.
El conocimiento de este tiempo es crítico ya que es necesario para determinar la velocidad del fluido en el análisis PIV.
Un ejemplo de análisis PIV sin instalación [1] El método es, en gran medida, no intrusivo.
Los marcadores agregados (si se eligen correctamente) generalmente causan una distorsión insignificante del flujo de fluido.
En algunos casos, debido a su mayor densidad, las partículas no seguirán perfectamente el movimiento del fluido (gas/líquido).
Estos problemas no existen en el PIV estereoscópico, que utiliza dos cámaras para medir los tres componentes de velocidad.
El PIV estereoscópico utiliza dos cámaras con ángulos de visión separados para extraer el desplazamiento del eje z. Ambas cámaras deben estar enfocadas en el mismo punto en el flujo y deben estar calibradas correctamente para tener el mismo punto enfocado.
Los componentes del gradiente de velocidad Uz, Vz y Wz no puede ser determinado.
Esta es una expansión del PIV estereoscópico al agregar un segundo plano de investigación directamente compensado con el primero.
El HPIV fuera del eje utiliza haces separados para proporcionar el objeto y las ondas de referencia.
Además, la configuración óptica de tales sistemas es mucho más simple porque la luz residual no necesita ser separada y recombinada en una ubicación diferente.
Sin embargo, se han obtenido muchos resultados impresionantes con todos los enfoques holográficos.
La mayoría de los fósforos termográficos absorben la luz en una banda ancha en el UV y, por lo tanto, se pueden excitar utilizando un láser YAG: Nd.
El PIV termográfico se ha demostrado para mediciones de tiempo promedio[29] y disparo único.
[30] Recientemente, también se han realizado con éxito mediciones de alta velocidad (3 kHz) resueltos en el tiempo.
El resultado es una red neuronal profunda para PIV que puede proporcionar una estimación del movimiento denso, hasta un máximo de un vector por píxel si las imágenes grabadas lo permiten.
Se han buscado técnicas tridimensionales para analizar flujos turbulentos y chorros.
Este análisis es particularmente adecuado para medios no transparentes como arena, grava, cuarzo u otros materiales granulares que son comunes en la geofísica.
La configuración para PIV granular difiere de la configuración PIV habitual en que la estructura de la superficie óptica que se produce al iluminar la superficie del flujo granular ya es suficiente para detectar el movimiento.
Esto significa que uno no necesita agregar partículas trazadoras en el material a granel.
