ثلاثي الأبعاد السرعة بواسطة الجسيمات تتبع للتطبيقات الاضطراب: حالة من تدفق جت

1Department of Mechanical Science and Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2School of Mechanical Engineering, Tel Aviv University, 3Department of Civil and Environmental Engineering, University of Illinois at Urbana-Champaign
Published 2/27/2016
0 Comments
  CITE THIS  SHARE 
Engineering

You must be subscribed to JoVE to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





By clicking "Submit," you agree to our policies.

 

Summary

ووصف ثلاثي الأبعاد تتبع الجسيمات السرعة بواسطة (3D-PTV) نظام يقوم على كاميرا عالية السرعة مع الخائن أربعة الرأي هنا. يتم تطبيق هذه التقنية لتدفق طائرة من أنبوب دائري في محيط عشرة أقطار المصب في عدد رينولدز إعادة ≈ 7000.

Cite this Article

Copy Citation

Kim, J. T., Kim, D., Liberzon, A., Chamorro, L. P. Three-dimensional Particle Tracking Velocimetry for Turbulence Applications: Case of a Jet Flow. J. Vis. Exp. (108), e53745, doi:10.3791/53745 (2016).

Please note that all translations are automatically generated through Google Translate.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

3D-PTV هو الكمية التقنية لقياس التدفق والتي تهدف لتتبع مسارات لاغرانج من مجموعة من الجسيمات في الأبعاد الثلاثة باستخدام تسجيل مجسمة من تسلسل الصور. موصوفة الأساسية مكونات وخصائص والقيود ونصائح التحسين من طوبولوجيا 3D-PTV تتكون من كاميرا عالية السرعة مع الخائن أربعة الرأي ومناقشتها في هذه المقالة. يتم تطبيق هذه التقنية إلى الميدان وسيط تدفق (5 <س / د <25) من طائرة دائرية في إعادة ≈ 7000. وتقدر ميزات تدفق لاغرانج وكميات الاضطراب في إطار عالم رياضيات الماني نحو عشرة أقطار المصب من أصل طائرة وعلى مسافات مختلفة شعاعي من صميم طائرة. وتشمل خصائص لاغرانج مسار والسرعة وتسريع الجسيمات مختارة، فضلا عن انحناء مسار التدفق، والتي يتم الحصول عليها من المعادلة Frenet-Serret. تقدير مجالات السرعة والاضطراب 3D حول محور الأساسية طائرة في الطائرة عبر يقع في عشرةبأقطار المصب من الطائرة تتم مقارنة مع الأدب، ويتم الحصول على الطيف سلطة واسعة النطاق الاقتراحات streamwise سرعة على مسافات مختلفة شعاعي من صميم طائرة.

Introduction

التدفقات طائرة مضطربة موجودة في كل مكان في التطبيقات الهندسية. وصف مفصل لهذه التدفقات أمر بالغ الأهمية في طائفة واسعة من المشاكل العملية التي تمتد من أنظمة تصريف البيئي على نطاق واسع لأجهزة الصغيرة الحجم الإلكترونية. لما له من تأثير على عدد من تطبيقات واسعة، وقد تم دراسة التدفقات طائرة في عمق 1-4. العديد من التقنيات التجريبية، بما في ذلك anemometry شبان 4-8، ليزر دوبلر السرعة بواسطة (LDV) 9 - وقد استخدمت 16، لوصف تدفق طائرة في مجموعة واسعة من أرقام رينولدز والحدود - 12، والجسيمات صورة السرعة بواسطة (التعريف الشخصية) 12 الظروف. في الآونة الأخيرة، بذلت عدد قليل من الدراسات باستخدام 3D-PTV لدراسة / واجهة مضطربة غير مضطربة من تدفقات طائرة 17 و 18. 3D-PTV هي تقنية مناسبة خاصة لوصف فاي المضطرب معقدةelds من منظور مختلف. وهو يتيح للإعمار مسارات الجسيمات داخل وحدة تخزين في إطار لاغرانج المرجعية باستخدام متعددة بغية الاستريوسكوبية. وقد أدخلت هذه التقنية لأول مرة من قبل تشانغ 19 والتي طورها RACCA وديوي 20. منذ ذلك الحين، تم إجراء العديد من التحسينات على خوارزمية 3D-PTV والإعداد التجريبية 21-24. مع هذه الإنجازات والأعمال السابقة، وقد استخدم النظام بنجاح لدراسة مختلف الظواهر السوائل مثل حركة السوائل على نطاق واسع في مجال من 4 م × 2 م × 2 م 25، في الأماكن المغلقة مجال تدفق الهواء 26، يتدفق نابض 27 و الدم الأبهري تدفق 28 .

مبدأ عمل قياس 3D-PTV يتكون من نظام الحصول على البيانات انشاء وتسجيل / التجهيز المسبق والمعايرة والمراسلات 3D، وتتبع الزمني ومرحلة ما بعد المعالجة. معايرة دقيقة يسمح لكشف دقيق للموقف الجسيماتالصورة. المراسلات من الجزيئات المكتشفة في أكثر من ثلاث وجهات نظر الصورة تسمح لإعادة بناء موقف الجسيمات 3D على أساس الهندسة epipolar. والربط من إطارات الصور متتالية يؤدي إلى تتبع الزمني الذي يحدد مسارات الجسيمات ق (ر). تعظيم الاستفادة من نظام 3D-PTV ضروري لتحقيق أقصى قدر من احتمال التتبع متعددة الجسيمات.

الخطوة الأولى من الأمثل هو في الحصول على نظام الحصول على البيانات المناسبة بما في ذلك كاميرات عالية السرعة، مصدر الإضاءة وخصائص الجسيمات البذر. القرار الكاميرا مع حجم وحدة التخزين الاستجواب يحدد حجم البكسل، وبالتالي فإن المطلوب منبذرة حجم الجسيمات، التي ينبغي أن تكون أكبر من بكسل واحد. وتقدر centroids الجسيمات رصدها بدقة بكسل الفرعي عن طريق أخذ متوسط ​​موضع بكسل الجسيمات مرجحة سطوع 21. معدل الإطار الكاميرا وASSOCIAT عن كثبإد مع عدد رينولدز والقدرة على الربط بين الجزيئات المكتشفة. ويسمح معدل الإطار العالي لتسوية التدفقات أسرع أو عدد أكبر من جزيئات منذ تتبع يصبح أكثر صعوبة عندما يتجاوز يعني تشريد بين الصور فصل نفسه من الجزيئات.

سرعة مصراع الكاميرا، والفتحة والحساسية هي ثلاثة عوامل للنظر في التقاط الصور. يجب أن تكون سرعة مصراع بسرعة كافية للحد من عدم وضوح حول الجسيمات، مما يقلل من حالة عدم اليقين من موقف الجسيمات النقطه الوسطى. ينبغي تعديل فتحة الكاميرا إلى عمق الميدان من حجم الاستجواب للحد من احتمال الكشف عن جزيئات خارج وحدة التخزين. منذ يتم إصلاح الحساسية القصوى من الكاميرا، كما يزيد معدل الإطار، وعلى ضوء اللازمة لإلقاء الضوء على جزيئات يجب زيادة وفقا لذلك. على عكس التعريف الشخصية، لا تتطلب إعدادات البصرية المعقدة والليزر عالية الطاقة بدقة في 3D-PTV، طالما كان مصدر الضوء بما فيه الكفاية الموسيقيمحله من الجسيمات التتبع إلى الكاميرا. مستمرة LED أو مصابيح الهالوجين هي خيارات جيدة فعالة من حيث التكلفة التي تتجاوز الحاجة التزامن 21.

في 3D-PTV، مثل غيرها من التقنيات لقياس التدفق الضوئي، يفترض سرعة التتبع الجسيمات ليكون المحلية لحظية سرعة السائل 29. ومع ذلك، هذه ليست سوى حالة لاستشفاف مثالية من قطر لاغية والجمود. وينبغي أن تكون الجسيمات التتبع كبيرة بما يكفي ليتم القبض بواسطة كاميرا. الاخلاص من الجسيمات المتناهية يمكن تحديدها من قبل ستوكس عدد S ر، أي نسبة من حجم الوقت الاسترخاء من الجسيمات والنطاق الزمني لهياكل المضطربة من الفائدة. بشكل عام، يجب S ر يكون أصغر بكثير من 1. لS ر ≤0.1 أخطاء تتبع تدفق هي أقل من 1٪ 30. في العمق يمكن العثور على مناقشة في مي وآخرون 29 - 31 سبيل المثال 50-200 ميكرون) 32، في حين أن جسيمات أصغر (على سبيل المثال 1-50 ميكرون) 33، 34 يمكن استخدامها مع ليزر عالية الطاقة (على سبيل المثال 80-100 واط ليزر CW). الجسيمات مع انعكاسية عالية للضوء طول موجي معين، مثل الفضة المطلية تحت ضوء الهالوجين، يمكن أن تزيد بصماتها إلى صورة. كثافة البذر هي المعلمة هامة أخرى لقياس 3D-PTV ناجحة. قليل من جزيئات تؤدي إلى انخفاض عدد مسارات، في حين أن عدد كبير من الجزيئات تسبب الغموض في إنشاء المراسلات وتتبع. وتشمل النقاط الغامضة في إنشاء المراسلات الجسيمات المتداخلة وكشف المرشحين متعددة على طول الخط epipolar محددة. في عملية تتبع، والغموض بسبب seedin عالية ووقع ز كثافة بسبب قصيرة نسبيا فصل نفسه من الجزيئات.

الخطوة الثانية هي الإعدادات المثلى في تسجيل / التجهيز المسبق لتعزيز جودة الصورة. إعدادات التصوير، مثل زيادة ومستوى الأسود (G & B)، وتلعب دورا هاما في تحسين جودة الصورة. يحدد مستوى السواد مستوى السطوع في أحلك جزء من الصورة، في حين كسب تضخيم سطوع الصورة. اختلافات طفيفة في مستويات G & B يمكن أن تؤثر بدرجة كبيرة على احتمال التتبع. في الواقع، وارتفاع G & B قد الإفراط في سطع صورة وتضر في نهاية المطاف من مستشعر الكاميرا. لتوضيح ذلك، يتم فحص تأثير G & B المستويات على إعادة تدفق أيضا في هذه المقالة. في الخطوة ما قبل المعالجة، يتم تصفيتها الصور مع فلتر تمريرة عالية للتأكيد على الضوء المبعثر من جزيئات. يتم ضبط حجم بكسل ومقياس الرمادية لتحقيق أقصى قدر من كشف الجسيمات داخل حجم الاستجواب.

ر "> الخطوة الثالثة من الأمثل هو معايرة دقيقة من التصوير ثلاثي الأبعاد، والتي تقوم على الهندسة epipolar، المعلمات الكاميرا (البعد البؤري، وأشر حيث المبدأ، ومعاملات تشويه)، والتغيرات معامل الانكسار. وهذه العملية ضرورية لتقليل 3D الخطأ إعادة بناء نقطة الهدف الإيمانية. هندسة Epipolar يستخدم المسافات النسبية (بين الكاميرا وحجم الاستجواب) وزاوية مائلة من صورة الهدف. التغييرات مؤشر الانكسار على طول عرض الكاميرا من خلال حجم الاستجواب يمكن أن تؤخذ بعين الاعتبار على أساس إجراء القداس وآخرون. 21. في هذه التجربة، ويستخدم بنية تشبه درج 3D مع نقطة الهدف موزعة بانتظام هدفا.

في تجربة 3D-PTV، على الرغم من أن هناك حاجة إلى اثنين فقط من الصور لتحديد موقف الجسيمات 3D، وتستخدم عادة أكثر الكاميرات للحد من الغموض 21. بديلا للالاجهزة غالية الثمن مع العديد من كاميرات عالية السرعة هو السادسالخائن مصريات، التي اقترحها هوير وآخرون. (35) لاستخدام 3D-PTV وتطبيقها مؤخرا Gulean وآخرون. (28) لالتطبيقات الطبية الحيوية. يتكون الخائن ضوء مرآة على شكل هرم (المرآة الأولية الآن فصاعدا) وأربعة المرايا قابل للتعديل (الآن فصاعدا مرآة الثانوية). في هذا العمل، واستخدمت الخائن أربعة عرض وكاميرا واحدة لتقليد التصوير مجسمة من أربع كاميرات. ويستخدم نظام لتوصيف مجال تدفق وسيط لطائرة الأنابيب التي يبلغ قطرها، د ح = 1 سم وإعادة ≈ 7000 من لاغرانج وإطارات عالم رياضيات ألماني في جميع أنحاء 14،5-18،5 أقطار المصب من أصل طائرة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. سلامة مختبر

  1. مراجعة إرشادات السلامة من مصدر الإضاءة المختارة (مثل الليزر، الصمام الصناعي، الهالوجين).
    ملاحظة: في هذه التجربة، وتستخدم مجموعة من خمسة 250 الأضواء واتس الهالوجين كما الإضاءة. ووصف جوانب السلامة والتوصية الأساسية لهذا مصدر الضوء على النحو التالي.
    1. تجنب الاتصال المباشر مع مصابيح الهالوجين، والتي تعمل في درجات حرارة عالية (~ درجة حرارة 3000 K اللون).
    2. إبقاء الضوء على فقط عند الحصول على البيانات لتجنب تسخين تدفق قيد النظر.
    3. الابتعاد عن المواد قابل للنسخ بالقرب من مصدر للضوء، بما في ذلك ورقة من أي نوع.

2. التجريبية مجموعة المتابعة

  1. اختيار العدسة المناسبة
    1. اختيار عدسة مع انحراف منخفض لتجنب المشاكل المعايرة. أنواع العدسات الموصى بها المقربة الجزئي أو العدسات.
    2. تأكد من أن عدسة تغطي مجال للرؤية المطلوب (فوف) داخل الكائناتإلخ بعد، يا، عن طريق تقدير التكبير الحاجة، M.
      ملاحظة: التكبير هو نسبة طول رقاقة الكاميرا إلى فوف، والمسافة كائن يمكن حسابها كما O = و (1 / M + 1)، حيث f هو البعد البؤري للعدسة. في هذه التجربة، وطول الشريحة الكاميرا 20.34 ملم ومجال الرؤية المقابلة، أو المرآة الأولية، هو 50 ملم مع محدودية المسافة كائن يا ≤250 ملم. (المقيد المسافة الكائن بسبب طول محدود من شريط التمرير حيث هي التي شنت على الكاميرا وعرض الخائن). والتكبير M = 20.34 / 50 = 0.41، والبعد البؤري تقريبي مع مجموعة معينة من المسافة كائن و ≤72.7 ملم. وهكذا، فإن العدسات الصغيرة مع طول بؤري من 60 ملم يستخدم مع نسبة محورية و / 2.8D.
  2. جبل وضبط الكاميرا مع عرض الفاصل.
    1. مستوى مركز المرآة الأولية مع أن حجم الاستجواب عن طريق تحريك ميرROR على طول منصب العمودية تركيب وتثبيت المرآة مع وظيفة حامل. لاحظ أن يتم تنفيذ هذه الخطوة قبل تثبيت المرايا الثانوية.
    2. تركيب كاميرا وتعيين مركز تتزامن صورة مع مركز المرآة الأولية.
    3. ضبط العرض والارتفاع من عرض الكاميرا فقط لتغطية المرآة الأولية عن طريق التحكم في المنطقة ذات الاهتمام (ROI) الإعداد في برنامج تسجيل. هذه العملية لتقليل حجم الصور والضوضاء صورة. ملاحظة: في هذه التجربة، وحجم المرآة الأولية هو 5 × 5 سم 2 (1728 س 1728 بكسل).
    4. تصميم المعايرة المستهدفة (حسب الطلب) 3D. يجب أن أرفق حجم التحقيق كله. تأكد من أن كل عرض من الخائن يلتقط كل علامات الهدف للسماح للمعايرة موحدة.
      ملاحظة: في هذه المظاهرة، وكان الهدف 3D المطبوعة باستخدام فيرو الظهر البلاستيك. ولها شكل يشبه الدرج مع البعد 35 × 35 × 30 ملم مع 1 مم نقطة الهدف الأبيض separatإد 2.5 ملم و 5 ملم و 10 ملم في رأسي، streamwise والاتجاهات spanwise. هندسة دقيقة من الهدف أمر بالغ الأهمية لأنه المشاريع إلى نموذج المعايرة والموقف من الكاميرات فيما يتعلق المسايل.
  3. وضع هدف المعايرة في حجم الاستجواب.
    1. ضع هدف المعايرة على منصة ارتفاع قابل للتعديل التوجه نحو إلى الكاميرا.
    2. تتناسب مع ارتفاع مركز هدف المعايرة مع مركز حجم الاستجواب عن طريق ضبط ارتفاع منصة الهدف.
      ملاحظة: في هذا المثال، وجهت علامة مركز هدف المعايرة مع مركز فوهة نفاثة، 20 سم ارتفاع. مقياس مستوى فقاعة يمكن استخدامها لمعادلة الهدف.
  4. جبل وضبط المرايا الثانوية للالفاصل أربعة الرأي.
    1. تحديد موقع المرآة الأولية على مسافة من الاستجواب الذي يضمن التقاط الكامل. ومن 0.2 متر لهذه التظاهرة (شملت رقمه 1).
    2. جبل مرآة الثانوية في موقعه بالتقريب، حيث عرض الكاميرا من كل جانب من المرآة الأولية تتماشى تقريبا مع مرآة الثانوية. تأمين المرآة الثانوية تحديد ذلك إلى المرآة الثانوية ما بعد تصاعد العمودية.
    3. كرر هذه العملية المرايا الثلاث الأخرى. تحقق التماثل الهندسي من كل المرايا الثانوية فيما يتعلق المرآة الأولية.
    4. إجراء تعديلات نهائية عن طريق ضبط مرآة جبل المرايا الثانوية للتأكد من أن كل وجهات النظر أربعة يرفق هدف المعايرة بأكمله. طريقة واحدة فعالة للتحقق مناصب المرايا "والزوايا هو استخدام مؤشر ليزر لتصور مسار صورة كل طريقة العرض.
    5. تحقق من وجود تداخل الصور الفرعية عن طريق تحريك مرآة واحدة.
      ملاحظة: إذا تغير رأي واحد فقط، ثم المنطقة متداخلة لا يكاد يذكر. خلاف ذلك، كرر الخطوات من 2.4.2 إلى 2.4.5 حتى يتم التقليل من المنطقة متداخلة.
  5. وضع مصدر الضوء (الصورة) تواجه بشكل مباشر على حجم الاستجواب. تأكد من أن الكاميرا غطت عند ضبط الضوء لتجنب الضرر على مستشعر الكاميرا.
    1. تأكد من أن مصدر الضوء وتوزع بشكل موحد على حجم التحقيق بأكمله.
    2. تعزيز شدة الضوء، إذا لزم الأمر، عن طريق وضع عدسة مكبرة مباشرة تحت مصادر الضوء. ملاحظة: في هذه التجربة، يتم استخدام عدسة مكبرة، بلانو محدب من المسافة البؤرية و 0 = 450 ملم إلى تكثيف الإضاءة.

3. الإعداد الأمثل

  1. تشغيل وضبط الإعدادات على كاميرا لزيادة جودة الصورة.
    1. ضبط التكبير عدسة حتى يتركز التفكير من خلال المرآة الأولية على قدم المساواة في جميع وجهات النظر أربعة من المرايا الثانوية.
    2. تأكد من أن الصور من الخائن الرأي هي متماثل والاستيلاء على حجم الاستجواب من خلال مراقبة التماثل للصورة معايرة الهدف من وجهات النظر الأربعة.
    3. ضبط F-عدد لالتقاط أقرب وأبعد نقطة معايرة الهدف من الكاميرا.
      ملاحظة: هذا يسمح للكاميرا لالتقاط الجزيئات التتبع فقط في عمق حجم الاستجواب. في هذا المثال، و-العدد 11.
    4. تعيين معدل الإطار المطلوب إلى 550 هرتز (ان ذلك يعتمد على تطبيق معين، انظر المقدمة) وتحقيق أقصى قدر من الحساسية للضوء وفقا لذلك في تسجيل البرامج.
  2. تحقق الإضاءة في كل عرض من المرآة الأولية من خلال مراقبة الفرق كثافة الجسيمات في كل عرض من التقسيم من خلال عرض الكاميرا الحية.
    ملاحظة: إذا تم استخدام مصادر الضوء متعددة لإلقاء الضوء على حجم الاستجواب، فمن المحتمل أن يكون الفروق في كل عرض من التقسيم. في هذه التجربة، تلقت أعلى اثنين من المرايا الثانوية أقل الخفيفة لأن الإضاءة تأتي من أعلى. استخدام مرآة مستوية في الجزء السفلي من المسايل يمكن أن يساعد على تقليل التباين خفيفةعبر وجهات النظر.
  3. إطفاء الأنوار الخلفية في الغرفة قبل استخدام مصادر الضوء 3D-PTV.
  4. ضبط مستوى G & B الكاميرا لالتقاط أفضل الضوء المبعثر من جزيئات. تسجيل عدة لقطات سريعة مع مختلف مستويات G & B والعثور على واحد الأمثل عن طريق مراقبة توزيع وكثافة مسارات الجسيمات.
    ملاحظة: في هذه التجربة، وكان مجموعة من G & B مستوى 0-500، وكان من المقرر أسود مستوى (B) إلى 500، لسطع الضوء المبعثر باهتة، في حين تم تعيين ربح (G) متوسطة، و 300، لتضخيم باعتدال صورة الإشارات وتجنب الإفراط في سطع الصورة.

4. المعايرة

  1. وضع هدف المعايرة في حجم التحقيق قبل إضافة جزيئات التتبع، واتخاذ بعض الصور المعايرة. استخدام مصدر الضوء الخافت (مثل ضوء فلاش LED) لإلقاء الضوء على الهدف.
  2. تقسيم الصورة المعايرة في أربع صور شبه مستقلة وتقديم ملف نصي يحتوي على الرجوعسينعقد تنسيق المواقف من علامات الهدف. يستخدم برنامج OpenPTV (http://www.openptv.net) هنا لهذا الغرض.
    ملاحظة: فصاعدا معالجة مطابق للمستخدمين توظيف متعددة الكاميرا مجموعة المتابعة.
  3. انقر علامة التبويب 'إنشاء معايرة "لبدء عملية المعايرة بعد حفظ الصور والملفات النصية التي تم الحصول عليها في الخطوة 4.2 في المجلد" كال "من البرنامج.
  4. انقر فوق علامة التبويب "تحرير المعلمات معايرة" واختيار علامة التبويب "معلمات التوجيه معايرة" لتحديد التكبير، زوايا دوران والمسافة بين مركز كل عرض انقسام وأصل هدف المعايرة.
    ملاحظة: الصف الأول هو البعد عن الهدف الأصلي المعايرة إلى مستشعر الكاميرا في س، ص، ض الاتجاه. الصف الثاني يشير إلى الزوايا، بالراديان، حول س، ص، ض محاور. بعد ذلك، يمثل 3 من 3 بيانات مصفوفة التناوب. ثم، صفين يلي المسافات ذات الثقب من x و س، ص، ض الاتجاه.
  5. انقر على "الكشف" و "مشاهدة تخمين الأولي" للتحقيق أن "تخمين" تتم مطابقة النقاط مع النقاط المستهدفة الكشف.
  6. تتماشى كرر الخطوة 4.4 لجميع وجهات النظر أربعة حتى نقاط "تخمين" مع مجموعة من الصور المعايرة.
  7. انقر على "التوجيه" لإعادة توجيه حجم الاستجواب.
    ملاحظة: يمكن تحسين المعايرة عن طريق ضبط تشويه العدسة وتحويل تآلفي. الآن، يتم معايرة حجم التحقيق وعلى استعداد لمعالجة البيانات. انظر أطروحة البلاغ 36 لوصف إضافي عملية المعايرة.

5. إعداد تدفق / جمع البيانات

  1. تقدير الحد الأقصى للجسيمات المأسورة في كل عرض الكاميرا من معدل إطارد أقصى سرعة التدفق. في هذه المظاهرة، وسرعة الإشارة U ≈ 0.4 متر / ثانية، ومعدل الإطار هو 550 هرتز و ~ 4 × 4 × 4 سم 3 حجم الاستجواب. وأدى ذلك إلى ~ 1000 الجسيمات في الإطار.
  2. تشغيل الكاميرا مع الإعدادات الأمثل حصلت عليه في الخطوة 3.
  3. إضافة جزيئات البذر وانتظر عدة مرات الإقامة متوسط ​​للسماح بتدفق التوصل إلى حالة مستقرة. إضافة المزيد من الجسيمات إذا لزم الأمر ولكن تجنب كثافة البذر عالية، المقدر في الخطوة 5.1، والتي قد تسبب الغموض.
    ملاحظة: في هذا المثال، ~ وتستخدم 1.6 غرام من 100 متر مجالات السيراميك جوفاء الفضة المغلفة من 1.1 جم / سم 3 كثافة كما البذر على المدى المتوسط ​​السوائل (2 × 0.4 X 0.4 م 3).
  4. تسجيل العدد المطلوب من الصور التدفق.
    ملاحظة: في هذه التجربة، تم القبض على 9000 من الصور في 550 هرتز باستخدام برنامج تسجيل. كرر الخطوات من 2،4-5،3 إذا تم نقل الكاميرا و / أو عرض الخائن (حتى حركة طفيفة يمكن أن تؤثر بشكل كبير النتائج).

6. معالجة البيانات (عن طريق OpenPTV البرمجيات)

  1. تقسيم الصورة الخام التي تم الحصول عليها في الخطوة 5.4 إلى أربع صور شبه مستقلة.
  2. انقر على "التهيئة / إعادة تشغيل" ضمن علامة التبويب "ابدأ" لتحميل الصور الأولية من أربعة جهات النظر.
  3. بزر الماوس الأيمن فوق "تشغيل" دليل وانقر على 'معلم رئيسي "للسيطرة على عدد من الكاميرات، ومؤشرات الانكسار، والتعرف على الجسيمات، وعدد من الصور تسلسل، وحجم الملاحظة ومعايير المراسلات.
    1. تحديد عدد من الكاميرات (مشاهدات) المستخدمة في التجربة ضمن علامة التبويب "عام". في هذه التجربة، تعيين عدد من الكاميرات إلى 4.
    2. تحديد مؤشرات الانكسار على طول عرض الكاميرا تحت علامة التبويب "مؤشرات الانكسار".
    3. تحديد الحد الأدنى والحد الأقصى للأرقام الكشف بكسل وكذلك عتبة قيمة الرمادي إلى تحسين عدد من كشف الجسيمات في جميع وجهات النظر الأربعة ضمن علامة التبويب "الاعتراف الجسيمات. أرقام دقيقة والحد الأقصى من بكسل دياحلماية وعتبة الرمادية تحديد حجم بكسل ومستوى سطوع للكشف عن الجسيمات. أنه يزيل الضوضاء والجسيمات من التركيز.
    4. تحديد عدد من الصور لعملية تحت "معلمات لمعالجة تسلسل.
    5. تحديد حجم الملاحظة ضمن علامة التبويب "حجم مراقبة".
    6. تعريف الارتباط من المراسلات تحت "معايير مراسلات" بما في ذلك إجمالي المعلمة فرقة (مم) للمطابقة ستيريو.
  4. انقر 'عالية تمرير مرشح "تحت علامة التبويب" المعالجة المسبقة "و. وهذا يكثف تشتت الضوء من الجزيئات في جميع وجهات النظر الأربعة.
  5. انقر على "كشف الجسيمات" لتحديد الوسطى من الجسيمات الكشف على مستوى الفرعي بكسل لكل الآراء الأربعة. كرر الخطوات من 6.2 و 6.3 حتى وصل عدد الجسيمات الكشف مماثلة إلى العدد المتوقع من الجسيمات المحسوبة في الخطوة 5.1.
  6. انقر على "المراسلات" لإنشاء corresponden مجسمةالمجال الاقتصادي الموحد في كل عرض.
    ملاحظة: لإعادة بناء موقف 3D من الجزيئات المكتشفة، وينبغي أن تحدد المراسلات على الأقل من ثلاث وجهات نظر.
  7. انقر على "المواقف 3D" للحصول الجسيمات الكشف عن موقف 3D على أساس المعايرة.
  8. انقر على "تسلسل دون عرض" لتكرار العملية من الخطوات 6،4-6،7 لجميع متواليات الصورة.
    ملاحظة: هذا بإنشاء ملف "rt_is" لكل مجموعة الصور التي تحتوي على ملخص الجسيمات المكتشفة في الإطار مع شكل ملف نصي مفصول.
  9. بزر الماوس الأيمن فوق الدليل 'تشغيل' وانقر على 'تتبع معلمات "لتحديد معالم المجال نصف قطرها، (على سبيل المثال dvxmin وdvymin في ملم / الإطار)، للبحث جسيمات مرشح لتتبع.
  10. انقر على "تتبع دون عرض 'لتحديد هوية الجسيمات (ID) من الجزيئات التي أعيد بناؤها حصلت عليه في الخطوة 6.7.
    ملاحظة: ويرتبط سلسلة من إطارات المجاورة لتتبع باستخدام predic أربعة الإطارتور نظام التنبؤ والتصحيح 24. هذه العملية بإنشاء ملف ptv_is لكل مجموعة الصور التي تحتوي على معلومات تتبع الجزيئات المكتشفة في الإطار؛ تظهر أول عمودين معرف الجسيمات في الإطار السابق وفي الإطار التالي، على التوالي.
  11. انقر على "إظهار مسارات" لتصور مسارات في كل عرض الكاميرا.

7. معالجة الموضوع (دال على التمني)

ملاحظة: وصول ونوع من مرحلة ما بعد المعالجة يعتمد على الاحتياجات الفردية وأنه هو، بالتالي، للتخصيص. هنا، يتم وصف حسابات قاعدة نقطة لفترة وجيزة على سبيل المثال.

  1. الحصول على البيانات في إطار لاغرانج (عبر ماتلاب).
    1. استخراج موقف 3D من كل جسيم والرقم المرتبط به من ملفات ptv_is. لأنها تتيح ربط جزيئات الكشف بين تسلسل الصور لإعادة بناء مسارات.
    2. حساب سرعة وتسارع جزيئات من معدل إطار محدد لكل مسار.في هذه المظاهرة، وتحسب السرعة وتسريع الجسيمات التي كتبها المنخفضة تمرير تصفية إشارة موقف مع شريحة مكعب تتحرك 34 و 37.
    3. جعل شكل مجموعة البنية مع الحقول التي تحتوي على مواقف 3D، 3D السرعات، تسارع 3D، وختم الوقت وكذلك معرف مسار كل مسار. في هذا الشكل البيانات، وطول مجموعة البنية يمثل عدد من المسارات.
  2. الحصول على البيانات في عالم رياضيات ألماني الإطار (عبر ماتلاب).
    1. تحويل مجموعة البنية (الخطوة 7.1.3) إلى واحد الزمني باستخدام ختم الوقت من كل الجسيمات. وهذا يخلق بنية بنية مجموعة مماثلة حصلت عليه في الخطوة 7.1.3، ولكن طول مجموعة البنية يمثل الآن أرقام الإطار، والذي هو 9000 في هذه التجربة.
    2. أقحم مجموعة البنية الزمنية في شبكة ثلاثية الأبعاد لكل إطار زمني للحصول على حقول السرعة اللحظية في الإحداثيات عالم رياضيات الماني. في هذه المظاهرة، ومتعة griddataيستخدم ction في Matlab لأداء الاستيفاء.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

وأظهرت صورة والتخطيطي من الإعداد في أرقام 1 و 2. هدف المعايرة، تعكس علامات إيمانية على عرض الخائن و 3D إعادة الإعمار معايرة موضحة في الشكل (3). وRMS من أهداف المعايرة المعترف بها هي 7.3 ميكرون، 5.7 ميكرون و 141.7 ميكرون في streamwise خ، ذ spanwise، وعمق الاتجاهات ض. ويرجع ذلك إلى انخفاض نقاط أهداف فيما يتعلق بتلك في اتجاهات أخرى وزوايا صغيرة نسبيا من أربعة جهات النظر مع محور ض مقارنة مع إحداثيات س وص المتعلقة RMS أعلى في Z -coordinate. كانت الجزيئات المكتشفة في كل من وجهات النظر الأربعة في أي لحظة معينة بناء على أمر من 10 3 من بين الجزيئات المكتشفة، وانخفض عدد عمليات إعادة البناء 3D ناجحة لما يقرب من نصف يرجع ذلك إلى حقيقة أن الجسيمات الوحيدة في منطقة تقاطع عالبريد القبض عليه. فيديو 1 يدل على عينة الفيديو عالية السرعة من تدفق طائرة من الخائن أربعة الرأي.

عينة من أربعة مسارات الجسيمات تمثيلية في المنطقة الميدان المتوسط ​​حول وعبور س / د ح = 16 طائرة على مسافات شعاعي ص / د ح = V0، 1.5، 3 من صميم طائرة هو موضح في الشكل (4). كما هو متوقع، لوحظ مسارات أطول في فترة زمنية معينة (Δt ≈ 1 ثانية) في جميع أنحاء الأساسية طائرة. على حافة الطائرة (ص / د ح ≥2)، والجسيمات التتبع يحمل مسارات قصيرة وأكثر تعقيدا. ويبين الشكل 5 جميع مسارات الجسيمات بناؤها بنجاح عبور س / د ح الطائرة = 16. سرعات الجسيمات في المجال المحدد المعرض توزيع واسعة تتراوح بين ما يقرب من 0-0،6 يو ي، حيث يو ي الشكل 6 (أ) يبين حالة وجود الجسيمات عبور س / د ح = 16 طائرة في جميع أنحاء الأساسية طائرة الشكل 6 ب، 6 ج ، و 6 د إظهار مكونات 3 من مسار الجسيمات والسرعة والتسارع بوصفها وظيفة من الزمن تطبيع. جدير بالذكر أن تسارع الجسيمات المحلي يمكن أن يكون عدة مرات خطورة القياسية. مسارات الجسيمات تسمح للحصول على ميزات محددة من مسارات الجسيمات عن طريق ما يسمى الأبإطار ENET-Serret. ويصف التغييرات في ناقلات المتعامدة المعيرة (عرضية، وضعها الطبيعي، binormal) جنبا إلى جنب ق (ر). أهمية خاصة هو انحناء، κ، وهو معكوس من نصف قطر انحناء، ρ، ويعرف بأنه:

المعادلة 1

أين المعادلة 3 = الدكتور / س هو متجه الوحدة المماس للمسار وr هي متجه موقف (الإقليدية الفضاء) من الجسيمات بوصفها وظيفة من الزمن، والتي يمكن أن تكون مكتوبة بوصفها وظيفة من أي، ص (ق) = ص (ر (ق)). انحناء، κ، وتحسب لجميع الجسيمات عبور x/d ح = 16 وx/d ح = 17 طائرة. يعني انحناء، المعادلة 3 ، بوصفها وظيفة من المسافة من ص الأساسية طائرة يحسب على النحو التالي: المعادلة 2

حيث يتم استخدام Δr = 0.2d ح هنا الشكل يوضح 7 المعادلة 3 = و (ص) تطبيع كتبها د ح. ويظهر منخفضة نسبيا وثابت تقريبا المعادلة 3 ضمن المنطقة المحددة من قبل التعميم عبر الفرع من الأنابيب، ص / د ح ≤0.5. على مسافة أكبر من صميم طائرة في س / د ح = 16 طائرة، المعادلة 3 يزيد مفردة النغمة. يتم الحصول على اتجاه مماثل في س / د ح = 17 طائرة، ولكن مع انخفاض المعادلة 3 خارج الأساسية طائرة (ص / د ح ≥0.5). جدير بالذكر أن هذه الهيئة الاتحادية للبيئة تدفقالبنية يمكن الاستدلال فقط مع تقنية 3D-PTV. ويتم تقييم جودة البيانات على أساس مستويات مختلفة من G & B الإعدادات من حيث نسبة الجزيئات مرتبطة بقية الجسيمات بناؤها 3D-هو مبين في الجدول رقم 1. ويلاحظ أن أعلى نسبة ارتباط في الإعداد G & B 300 و 500.

خصائص التدفقات عالم رياضيات الماني يمكن أن يتحقق عن طريق شبكة-الاستيفاء، الذي يحاكي 3D صورة الجسيمات السرعة بواسطة (3D-التعريف الشخصي). ومن المهم أن نلاحظ أنه نظرا لجزيئات منخفضة نسبيا تعقبها في كل مرة، هناك حاجة إلى عدد أكبر بكثير من الإطارات إلى تقليد حقا نوعية التعريف الشخصي لوصف عالم رياضيات الماني. هذا هو أكثر أهمية في تقدير الإحصاءات ذات الترتيب العالي (على سبيل المثال، وشدة الاضطراب والضغوط رينولدز). ويتضح سرعة streamwise في صميم طائرة لمختلف مستويات G & B في الشكل 8. تتم مقارنة القياسات مع theoretالسلوك كال:

المعادلة 3

حيث U 0 (س) هو سرعة streamwise في صميم طائرة، B ≈ 6 غير ثابت، و x 0 هو أصل الظاهري 38. هذا الرقم يدل على أهمية تحديد مستويات G & B الشكل 9 يوضح توزيع السرعة المتوسطة للطائرات في س / د ح = 16 طائرة.

وأخيرا، فإن φ توزيع الطيفي (و) من الاقتراحات على نطاق واسع من سرعة streamwise في مواقع ص / د ح = ويتضح 0، 0.6، و 1 في س / د ح = 10 طائرة في الشكل 10. تم تطبيق بتروورث المنخفضة تمرير مرشح لسلسلة زمنية سرعةمع تردد قطع، و ج = 200 هرتز.

الشكل 1
الشكل 1: رسم تخطيطي للالتجريبية مجموعة المتابعة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2: التجريبي انشاء هذا يوضح وجهات النظر المختلفة للكاميرا وأربعة صورة عرض الخائن، المسايل والاستجواب حجم: (أعلى اليسار) رأي كبار، (أسفل اليسار) مرة أخرى نظرا للكاميرا وجهة نظر النظام الخائن، ( كبار الوسط السفلي وسط) مشاهدة جانب من العام انشاء التجريبية، (يمين) التكبير في ضوء جزيئات البذر في التدفقات طائرة. <وأ href = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/53745/53745fig2large.jpg" الهدف = "_ فارغة"> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل (3): المعايرة: (أ) معايرة الهدف، (ب) صورة-مجموعة من هدف المعايرة من الخائن الرأي، (ج) الاعتراف 3D من علامات إيمانية من هدف المعايرة الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل (4)
الشكل 4: تحديد مسارات الجسيمات في r/d ح = 1. 3. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 5
الرقم 5: يرد مسارات الجسيمات عبور س / د ح = 16 طائرة، حيث يظهر سرعة كمستوى لون وحجم الاستجواب هو مبين في الشكل بين (س) /d ح. الشكل 1 (14.5،18.5)، y/d ح الشكل 1 (-2،2)، وz/d ح.jpg و"/> (- 2،2)، حيث (س، ص، ض) = (0، 0، 0) ويقع في وسط أصل طائرة وسرعة على طول مسارات فردية، تطبيع من قبل سرعة كبيرة. U وكما هو موضح على مستوى اللون. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (6)
الشكل (6): (أ) ومسار الجسيمات، (ب) النزوح، (ج) سرعة، و (د) تسارع الجسيم التعسفي الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 7 /> الشكل 7: انحناء الجسيمات: الرسم البياني يظهر يعني انحناء الجسيمات كدالة للمسافة شعاعي من صميم طائرة على الطائرات x/d ح = 16 وx/d ح = 17. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 8
الرقم 8: Streamwise سرعة في صميم طائرة في (خ) /d ح الشكل 1 وشملت (15، 18) لمختلف المستويات G & B ثلاثة G & B مستويات (300 و 500 (الأمثل)، و 300 و 250 و 100 و 250).745fig8large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 9
الرقم 9: التوزيع غير الأبعاد لعنصر السرعة streamwise في س / د ح = 16 الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 10
الرقم 10: السلطة الطيف φ (و) من عنصر streamwise السرعة عند نقطة تقع في ص / د ح = 0 (الأساسية طائرة)، 0. و 1 في س / د ح = 16 طائرة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

فيديو 1
الفيديو 1: عينة فيديو من تدفق طائرة من الخائن أربعة الرأي، 10 مرات أبطأ من السرعة الفعلية التي تم الحصول عليها في 550 إطارا في الثانية ( انقر بالزر الأيمن للتحميل ).

الجدول 1

تيتم تضمين نسبة الجزيئات مرتبطة ببقية من 3 جزيئات بناؤها D على مختلف المستويات G & B ثلاثة G & B مستويات (100 و 250 و 300 و 250 و 300 و 500): قادرة 1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

3D-PTV لديها امكانات كبيرة لكشف الفيزياء معقدة من مجموعة متنوعة من التدفقات المضطربة مثل حركات مضطربة على نطاق واسع في الغلاف الجوي السفلي 25، توزيع الهواء في الأماكن المغلقة 26، أو التدفقات نابض في طوبولوجيا الأبهر 28 ضمن أشياء أخرى كثيرة. ومع ذلك، فهم مزايا وقيود وكذلك تجربة ضروري لتعزيز قدراتها. التجربة والخطأ اختبار أولي والتكرار شاملة لإعدادات الأمثل، بما في ذلك معدل الإطار، مصدر الإضاءة، G & B مستوى وطريقة صورة الترشيح، وترتبط مباشرة مع القدرة من إعادة بناء مسارات لاغرانج من مجموعة من (على سبيل المثال، التتبع) الجسيمات. من المهم أن نلاحظ أن الخطوات بروتوكول حرجة، كما هو موضح هنا، هي التعديلات التي تجرى على مستويات G & B والإضاءة لفوف (مزيج من الهالوجين بقع الأضواء، وعدسة مكبرة وتعكس مرآة من الجزء السفلي من المسايل).

والأنف والحنجرة "> هذه التعديلات تساعد على تحسين يفرق الخفيفة داخل التحقيق إلى وجهات الأربع. وبعد تحديد الإعدادات التجريبية لقياسات عالية الدقة، وينبغي بذل تعديل شامل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها لحساب الحد الأقصى لعدد مسارات دقيقة على أساس معدل الإطار ، القرار الكاميرا وحجم حجم التحقيق. على الرغم من أن عدد الجسيمات القبض قابلة للزيادة مع ارتفاع معدلات الإطار، يجدر ملاحظة أن عدد الجسيمات تتبع في 3D-PTV أقل بكثير بالمقارنة مع التعريف الشخصية، وأكبر إمكانات 3D -PTV هو في قدرتها الفريدة لوصف مسارات لاغرانج من جزيئات متعددة. في هذه المظاهرة، تم تنفيذ عرض الخائن انشاء تجنب استخدام عدة كاميرات توسعية، ومع ذلك، فمن المهم أن نلاحظ أن هذا الإعداد يتطلب كاميرا أعلى قرار ويحد من حجم حجم العينة.

في هذه الدراسة، وملامح الميدان وسيطة لطائرة دائرية والشرجyzed مع تقنية 3D-PTV. يسمح هذا النهج الحصول على الميزات الهامة للتدفق من عالم رياضيات ألماني واغرانج الإطارات. على وجه الخصوص، ويتميز متوسط ​​انحناء الجسيمات كدالة للمسافة شعاعي لأول مرة، في طائرتين مستعرضة استخدام ميزات لاغرانج من مسارات الجسيمات. وRMS من أهداف المعايرة المعترف بها تتراوح بين 7.3 ميكرون، إلى 141.7 ميكرون في الاتجاهات streamwise وspanwise. على الرغم من أن هذا الخطأ النسبي عالية في اتجاه spanwise بسبب زوايا صغيرة من وجهات النظر في ض الاتجاه قد لا يمكن التغلب عليها تماما، ويمكن تخفيضها عن طريق إضافة المزيد من النقاط المستهدفة في زي الاتجاه مثل استخدام الهدف 2D المعايرة في مواقع مختلفة (معايرة multiplane).

عموما، 3D-PTV هي تقنية المفيدة التي يمكن تطبيقها في عدد من المشاكل الأخرى بما في ذلك التدفقات تعتمد على الوقت أو ديناميات سكالارس النشطة. على سبيل المثال، يمكن أن يكون مفيدا للغاية لستودى التفاعل بين الاضطراب والأنواع في البيئات المائية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب تعلن أنه ليس لديهم مصلحة مالية المتنافسة.

Acknowledgements

وأيد هذا العمل من قبل وزارة العلوم الهندسة الميكانيكية و، جامعة إلينوي في أوربانا شامبين، كجزء من حزمة البدء ليوناردو P. تشامورو.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Mikrotron 4CXP 4 lanes CXP-6 CoaXPress ImageOps CAMMC4082 High-speed camera
Active Silicon FireBird CoaX Frame Grabber ImageOps FBD-4XCXP6 Frame Grabber
100 μm silver-coated hollow ceramic spheres Potters Industries LLC AG-SL150-30-TRD Seeding Paritcles
StreamPix6 Upstate Technical Equipment CO.,INC MISNOR-STP-6-S-CL Camera appliation
Four-view splitter Photrack AG Customized part and necessary if performing 3D-PTV with one camera
250 Watts Spotlight Halogen General Electrics 23719 Light source
OpenPTV (Software) OpenPTV (http://www.openptv.net) Open source particle tracking software (Note: available as a service for anyone who wants to use it without all the installation mess or computer power availability problems).

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wygnanski, I., Fiedler, H. Some measurements in the self preserving jet. Cambridge university press. (1968).
  2. Rajaratnam, N. Turbulent jets. Elsevier. (1976).
  3. Panchapakesan, N., Lumley, J. Turbulence measurements in axisymmetric jets of air and helium. Part 1. Air jet. J Fluid Mech. 246, 197-223 (1993).
  4. Hussein, H. J., Capp, S. P., George, W. K. Velocity measurements in a high-Reynolds-number, momentum-conserving, axisymmetric, turbulent jet. J Fluid Mech. 258, 31-75 (1994).
  5. Yule, A. Large-scale structure in the mixing layer of a round jet. J Fluid Mech. 89, 413-432 (1978).
  6. Yule, A., Chigier, N., Ralph, S., Boulderstone, R., Venturag, J. Combustion-transition interaction in a jet flame. AIAA Journal. 19, 752-760 (1981).
  7. Quinn, W. Upstream nozzle shaping effects on near field flow in round turbulent free jets. Eur J Mech B-Fluid. 25, 279-301 (2006).
  8. Mi, J., Nathan, G. J., Luxton, R. E. Centreline mixing characteristics of jets from nine differently shaped nozzles. Exp Fluids. 28, 93-94 (2000).
  9. Karlsson, R. I., Eriksson, J., Persson, J. LDV measurements in a plane wall jet in a large enclosure. DTIC [Internet]. Available from: http://oai.dtic.mil/oai/oai?verb=getRecord&metadataPrefix=html&identifier=ADP008905 (1992).
  10. Liepmann, D., Gharib, M. The role of streamwise vorticity in the near-field entrainment of round jets. J Fluid Mech. 245, 643-668 (1992).
  11. Oh, S. K., Shin, H. D. A visualization study on the effect of forcing amplitude on tone-excited isothermal jets and jet diffusion flames. Int J Energ Res. 22, 343-354 (1998).
  12. Cenedese, A., Doglia, G., Romano, G., De Michele, G., Tanzini, G. LDA and PIV velocity measurements in free jets. Exp Therm Fluid Sci. 9, 125-134 (1994).
  13. Wang, H., Peng, X., Lin, W., Pan, C., Wang, B. Bubble-top jet flow on microwires. Int J Heat Mass Tran. 47, 2891-2900 (2004).
  14. Shestakov, M. V., Tokarev, M. P., Markovich, D. M. 3D Flow Dynamics in a Turbulent Slot Jet: Time-resolved Tomographic PIV Measurements. 17th Int Symp on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics. (2014).
  15. Bridges, J., Wernet, M. P. Measurements of the aeroacoustic sound source in hot jets. AIAA [Internet]. Available from: http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2003-3130 (2003).
  16. Scarano, F., Bryon, K., Violato, D. Time-resolved analysis of circular and chevron jets transition by tomo-PIV. 15th Int Symp on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics. (2010).
  17. Holzner, M., Liberzon, A., Nikitin, N., Kinzelbach, W., Tsinober, A. Small-scale aspects of flows in proximity of the turbulent/nonturbulent interface. Phys Fluids. 19, 071702 (2007).
  18. Holzner, M., et al. A Lagrangian investigation of the small-scale features of turbulent entrainment through particle tracking and direct numerical simulation. J Fluid Mech. 598, 465-475 (2008).
  19. Chang, T. P., Wilcox, N. A., Tatterson, G. B. Application of image processing to the analysis of three-dimensional flow fields. Opt Eng. 23, 283-287 (1984).
  20. Racca, R., Dewey, J. A method for automatic particle tracking in a three-dimensional flow field. Exp Fluids. 6, 25-32 (1988).
  21. Maas, H. G., Gruen, D., Papantoniou, D. Particle tracking velocimetry in three-dimensional flows. Exp Fluids. 15, 133-146 (1993).
  22. Kasagi, N., Matsunaga, A. Three-dimensional particle tracking velocimetry measurement of turbulence statistics and energy budget in a backward-facing step flow. Int J Heat Fluid Fl. 16, 477-485 (1995).
  23. Virant, M., Dracos, T. 3D PTV and its application on Lagrangian motion. Meas Sci Technol. 8, 1539 (1997).
  24. Willneff, J. A spatio-temporal matching algorithm for 3 D particle tracking velocimetry. Mitteilungen- Institut fur Geodasie und Photogrammetrie an der Eidgenossischen Technischen Hochschule Zurich. Zurich. (2003).
  25. Rosi, G. A., Sherry, M., Kinzel, M., Rival, D. E. Characterizing the lower log region of the atmospheric surface layer via large-scale particle tracking velocimetry. Exp Fluid. 55, 1-10 (2014).
  26. Fu, S., Biwole, P. H., Mathis, C. Particle Tracking Velocimetry for indoor airflow field: A review. Build Environ. 87, 34-44 (2015).
  27. Kolaas, J., Jensen, A., Mielnik, M. Visualization and measurements of flows in micro silicon Y-channels. Eur Phys J E. 36, 1-11 (2013).
  28. Gülan, U., et al. Experimental study of aortic flow in the ascending aortavia Particle Tracking Velocimetry. Exp Fluids. 53, 1469-1485 (2012).
  29. Mei, R. Velocity fidelity of flow tracer particles. Exp Fluids. 22, 1-13 (1996).
  30. Tropea, C., Yarin, A. L., Foss, J. F. Springer handbook of experimental fluid mechanics. 1, Springer Science & Business Media. (2007).
  31. Melling, A. Tracer particles and seeding for particle image velocimetry. Meas Sci Technol. 8, 1406 (1997).
  32. Hering, F., Leue, C., Wierzimok, D., Jähne, B. Particle tracking velocimetry beneath water waves. Part I: visualization and tracking algorithms. Exp Fluids. 23, 472-482 (1997).
  33. Biferale, L., et al. Lagrangian structure functions in turbulence: A quantitative comparison between experiment and direct numerical simulation. Phys Fluids. 20, 065103 (2008).
  34. Lüthi, B., Tsinober, A., Kinzelbach, W. Lagrangian measurement of vorticity dynamics in turbulent flow. J Fluid mech. 528, 87-118 (2005).
  35. Hoyer, K., et al. 3d scanning particle tracking velocimetry. Exp Fluids. 39, 923-934 (2005).
  36. Kim, J. -T. Three-dimensional particle tracking velocimetry for turbulence applications. UIUC. http://chamorro.mechse.illinois.edu/3d.htm (2015).
  37. Lüthi, B. Some aspects of strain, vorticity and material element dynamics as measured with 3D particle tracking velocimetry in a turbulent flow. ETH Zürich. Nr. 14893 (2002).
  38. Pope, S. B. Turbulent flows. Cambridge university press. (2000).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Video Stats