Jaime Vogado PIV Particle Image Velocimetry Velocimetria por imagem de partículas.
Transcript of Jaime Vogado PIV Particle Image Velocimetry Velocimetria por imagem de partículas.
Jaime Vogado
PIVParticle Image Velocimetry
Velocimetria por imagem de partículas
Apresentação
•Definição
•Princípio de Funcionamento
•Historial
•Características
•Vantagens/Desvantagens
•Metodologia
•Equipamento
•Valores típicos
• Resolução espacial e gama de velocidades
• PIV tridimensional
•Referências
Jaime Vogado
DefiniçãoTecnologia de medição de velocidade.
Fornece Campos globais de velocidades instantâneas através da medição do deslocamento de partículas no seio do fluido.
Fonte:Dantec Corp.Jaime Vogado
Princípio de Funcionamento
Fonte:Dantec Corp.Jaime Vogado
Laser
Volume de medição
Área Alvo
Lente cilíndrica
Escoamento com partículas
Imagem do impulso 1
Imagem do impulso 2Correlação
Folha de laser
Dados
CCD
Historial
•1930 Informação quantitativa de velocidade através de fotografias de traços de partículas
• 1977 LSV Laser Speckle Velocimetry - análise de franjas de Young
•PIV
•Análise por correlação cruzada espacial
•Digital PIV
•PIV estereoscópico
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
Características
Jaime Vogado
•Não intrusiva
•Gama de velocidades: zero a supersónico
•Mapas de vectores velocidade instantânea
•tridimensional PIV estereoscópico
Outros métodos (LDA,...)• Medições pontuais• Atravessamento do
escoamento• Morosos• Escoamentos turbulentos -
estatística
PIV
• Campo completo
• Não intrusiva • Campo de velocidades
instantâneas
z
Vantagens
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
• Necessita de partículas específicas
• Não considera a curvatura da trajectória de uma partícula Δt pequenos
• Grande exigência computacional:
768 X 576 pixels a 8 bit 840 Kb fluxo de dados 21 Mb/s
Desvantagens
D X t t u X t t dt
t
t
( ; , ) ( ),
X ti ( )2
X ti ( )1
D
Trajectória da partícula
u X t( , )
v ti ( )
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
Metodologia
Fonte: Sousa (1997)Jaime Vogado
Metodologia
Correlação Cruzada
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
Jaime Vogado
Equipamento
Laser pulsado Argon-ion
Partículas
Sistema de lentes Folha de Laser
Câmara CCD
Processador PIV e Flow Manager
Sincronismo Aquisição de dados
Fonte:Dantec Corp.
Fonte:Dantec Corp.Jaime Vogado
Dimensões Típicas
Partículas:
escoamentos gasosos
•gotículas de óleo, leite... 1m a 5m
escoamentos líquidos
•poliestireno, esferas de vidro... 5m a 100m
•outras que sigam o escoamento
Densidade:
10 a 25 imagens de partículas por janela
Resolução espacial e gama de velocidades
Fonte:Dantec Corp.Jaime Vogado
Premissas:
•As partículas seguem perfeitamente o escoamento
•As partículas estão distribuídas uniformemente
PIV tridimensional
A terceira componente:
•Invisível em PIV “normal”
•Pode ser obtida usando 2 câmaras em arranjo estereoscópico
45° 45°
Deslocamentoreal
DeslocamentoVisto da esquerda
DeslocamentoVisto da direita
Plano focal:Centro daFolha de luz
CâmeraEsquerda
CâmeraDireita
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
PIV tridimensional
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
Valores resultantes
Área de sobreposição com a janela de amostragem
Mapa de vectores 2D esquerdo Mapa de vectores 2D direito
PIV tridimensional
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
PIV tridimensionalcalibração
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
PIV tridimensional
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
PIV tridimensionalAvaliação
Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
Jaime Vogado
Referências• www.dantecmt.com
• Sousa, J.M.M., Implementação computacional de um sistema de “PIV” digital, 1997
• Freek, C. et al, On the accuracy of a MJPEG-based digital image compression PIV-system, 1999
• Willert, C. The Interaction of Modulated Vortex Pairs with a Free Surface, University of California, San Diego, 1992