$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
يوجد عدد كبير من التطبيقات في المجالات العلمية والهندسية التي تنطوي على سلوك الجزيئات في تدفقات المضطرب، على سبيل المثال، والهباء الجوي في الغلاف الجوي، والملوثات، و/أو الترسبات في هندسة النظم، والبحرية الكائنات الحية الدقيقة أو الرواسب في المحيط2،،من13. في مثل هذه التطبيقات، أنها كثيرا من الاهتمام لفهم الكيفية التي تستجيب بها الجسيمات للاضطراب، الأمر الذي يتطلب قياس متزامنة الكينماتيكا الجسيمات وديناميات السوائل.
التكنولوجيات القائمة لقياس الجسيمات في الطلبات، تسمى الجسيمات تتبع (PT)، الذي يتتبع مسارات الجسيمات الفردية، وتقنية إحصائية من الجسيمات الصورة فيلوسيميتري4،5 (PIV)، المستخدمة لقياس التدفق السرعات، كلاهما إدماج التقنيات البصرية غير تدخلية. ويتمثل التحدي الرئيسي في استخدام هذه التقنيات البصرية غير تدخلية لقياس الكينماتيكا التدفق والجسيمات في نفس الوقت منفصلة الإضاءة المطلوبة لكل تقنية التصوير التي لا تتداخل مع (الطرف الآخر دقة القياس مثلاً، مصدر الإضاءة لقياس الكينماتيكا الجسيمات لا يمكن أن تعمل كمصدر ضجيج كبير في قياس سرعة السوائل والعكس بالعكس). تباين الصورة في كلتا المجموعتين من الصور يجب أن يكون كافياً للحصول على نتائج يمكن الاعتماد عليها. على سبيل المثال، الصور PT يتم تحويلها إلى صور بالأبيض والأسود بغية إجراء تحليل blob لتحديد مواقع الجسيمات؛ وهكذا التباين غير كاف يؤدي إلى أخطاء في موقف الجسيمات. الفقراء من التباين في الصور PIV المبالغ نسبة إشارة إلى الضجيج منخفض سوف يسبب عدم الدقة في تقدير سرعات السوائل.
ويرد هنا، وسيلة منخفضة التكلفة وبسيطة نسبيا قياس سرعات الكينماتيكا وتدفق الجسيمات معا في وقت واحد. من خلال استخدام الضوء أحادي اللون عالية الطاقة التي تنبعث منها خط صمام ثنائي (LED) الخفيفة، حيث يشير السطر إلى الفتحة الخفيفة، والليزر عالية الكثافة المزدوجة-رئيس، يتم تصويرها كلا الجسيمات من الفائدة ومجال التدفق في نفس المنطقة في وقت واحد. قوة LED عالية كافية لتصوير الجسيمات (تتبع) بكاميرا عالية السرعة ولكن لا تؤثر الصور PIV نظراً لشدة الضوء المتناثرة من تتبع PIV منخفض جداً. عندما ينير الليزر عالية الكثافة المزدوجة-رئيس مجال التدفق للصور PIV، فإنه يحدث على مدى فترة زمنية قصيرة وهذه الصور بسهولة تحديد وإزالة من السلسلة الزمنية التي حصلت عليها الكاميرا PT عالية السرعة عند تسجيلها. PIV ليزر النبضات التي سجلت في وقت صورة عالية السرعة (المستخدمة للجسيمات تتبع) سلسلة يمكن التقليل من عدم تشغيل النظامين في إطار اقتناء معدلات تتناسب مع بعضها البعض. في الأجهزة الأكثر تقدما، واحد يمكن أن يتسبب خارجياً الكاميرات PT و PIV مع تأخير يكفل هذا لا يحدث. أخيرا، بدراسة دقيقة لكمية الجزيئات التي يتم تعقبها داخل مجال الرؤية PIV (FOV)، أي أخطاء عرضته هذه الجزيئات يتم تعقبها في تحليل ترابط الصور PIV فعلا تؤخذ في الاعتبار قبل تقدير الخطأ عموما، بما في ذلك الأخطاء المرتبطة بتوزيع حجم غير موحد لتتبع PIV ضمن إطار الاستجواب. بعد الغالبية العظمى من PIV البذر تتبع التدفق، تسفر عن تقديرات سرعة تدفق دقيقة. تمكن هذه التقنيات القياس المباشر المتزامن لكلا الجسيمات الكينماتيكا وتدفق الحقل في طائرة ثنائية الأبعاد.
ويتجلى هذا الأسلوب بتطبيقها لتحديد الجسيمات تسوية الخصائص في تدفق المضطرب، مماثلة لتلك المستخدمة في الدراسات يانغ و خجولة6 جاكوبس et al. 7-تسوية الجسيمات هي المرحلة النهائية في انتقال الرواسب، الذي يتكون عادة من تعليق الرواسب، والنقل، وتسوية. في معظم الدراسات السابقة التي تناولت الجسيمات تسوية في تدفقات المضطرب، أما مسارات الجسيمات أو السرعات المضطربة لا تقاس مباشرة ولكن يستدل من الناحية النظرية أو على غرار8،،من910. تفاصيل حول التفاعلات بين الجسيمات والاضطراب قد تم التحقيق في أغلب الأحيان استخدام النماذج النظرية والعددية بسبب قيود التجريبية في قياس كليهما في وقت واحد6،11. نقدم دراسة حالة تفاعل جسيمات-اضطراب في منشأة شبكة المتذبذبة، حيث نقوم بدراسة سرعة تسوية من الجسيمات وعن اقتران مع الاضطرابات. للوضوح، الآخرة وسوف نشير إلى الجسيمات قيد التحقيق "الجسيمات" والجسيمات البذر المستخدمة لهذه التقنية PIV ك "تتبع"؛ بالإضافة إلى ذلك، سوف نشير إلى الكاميرا المستخدمة للتصوير فائق السرعة لمسارات الجسيمات ك "الجسيمات تتبع" أو "حزب العمال"، أو الكاميرا "فائق السرعة"، والذي يقيس "صور عالية السرعة" والكاميرا المستخدمة لأسلوب PIV "الكاميرا PIV"، التي تدابير "الصور". الأسلوب الموصوفة هنا تمكين المتزامن قياس الجسيمات الكينماتيكا وديناميات السوائل عبر حقل معرف مسبقاً من الاهتمام داخل المرفق. البيانات التي تم الحصول عليها يقدم وصفاً ثنائي الأبعاد لتفاعل الجسيمات الاضطراب.