2D PIV - cистема измерения двух компонент поля скоростей на плоскости
Particle Image Velocimetry (PIV) — это метод визуализации оптических потоков, используемый в научных исследованиях. Он обеспечивает мгновенное измерение скорости и свойств жидкостей. Жидкость наполняется трассирующими частицами (например, дымом в воздухе или маленькими полыми шариками, имеющими ту же плотность, что и вода) в поле потока, которое освещается лазером, подсвечивающим частицы и делающим их видимыми. Таким образом получаются изображения частиц для их отслеживания. Затем последовательные изображения с движущимися частицами обрабатываются для расчета скорости и направления (поля скоростей) наблюдаемого потока. Дальнейшая обработка позволяет получить вихри потока, линии тока и изоскорости, а также распределение параметров поля потока. Системы MicroVec PIV обычно состоят из цифровой ПЗС или КМОП камеры, лазера с оптической схемой, ограничивающей физическую область освещения, синхронизатора, действующего как внешний триггер для управления и синхронизации камер и лазера, затравочных частиц и исследуемой жидкости. Лазерный кронштейн можно использовать для удобного расположения лазера с оптической схемой, которая затем преобразует лазерный пучок в световой нож. Система PIV также оснащена программным обеспечением обработки изображений.
1. Программное обеспечение MicroCap для захвата изображений:
- Интегрированное и простое управление всеми компонентами системы (управление фазовой синхронизацией): синхронизатор, до 8 камер, лазер, светодиодные источники;
- Управление камерой: свободный ход, триггер, внешний триггер, PIV;
- Поддерживаемые типы изображений: черно-белое, серое 8-16 бит, RGB и оцифровка форматов: TIFF, BMP, JPG и AVI;
- Хранение изображений: захват в течение длительного времени, сохранение в ОЗУ или на жестком диске при помощи ПО;
- Интерфейс захвата кадров: PCI, PCI-E x1/x16.
2. Программное обеспечение MicroVec для обработки и анализа изображений:
- Высокое разрешение 2D PIV и PTV с многопроходным многосеточным алгоритмом деформации окна;
- Функция маски для удаления недействительного изображения или данных, функция мультиусреднения (изображение частицы и результат вектора);
- Вычисление и построение результатов данных: компоненты U, V, W средней и флуктуационной скорости, завихренность, среднеквадратичное значение, значения турбулентной кинетической энергии и т.д.;
- Пакетная обработка: один каталог или несколько каталогов;
- Поддержка функции PTV высокой плотности;
- Расширенная векторная фильтрация и коррекция;
- Экспорт различных форматов файлов изображений и видео;
- Использование MatLab, Tecplot и Origin для анализа и визуализации;
- Количественная оценка неопределенности;
- Включает поддержку параллельной обработки GPU, повышающую ускорение вычислений в 10 раз.
Опции:
- Модуль правильной ортогональной декомпозиции (POD).
- Модуль динамической декомпозиции мод (DMD).
- Модуль измерения давления PIV.
- Модуль искусственного интеллекта PIV (AI).
Измерение давления PIV
Использование метода PIV с высоким разрешением для расчета давления позволяет получить более точные данные, чем при измерении сложными датчиками давления. Программное обеспечение MicroVec может быть оснащено программным модулем для определения распределения давления. Этот модуль основан на новом методе, который называется безвихревой коррекцией градиента давления (подана заявка на патент). Данный метод уникален и значительно улучшает реконструкцию давления.
Векторы градиента давления
Контур давления
- Аэродинамические трубы и резервуары для воды.
- Аэрокосмическая промышленность и аэронавтика.
- Компрессоры, турбины, вентиляторы, насосы, распылители.
- Микроэлектромеханические системы (МЭМС).
- Химическое смесительное оборудование.
