Tomographic Particle Image Velocimetry
Метод Tomo PIV является расширением метода Stereo PIV и позволяет измерять мгновенные 3-х компонентные поля скорости в выбранном измерительном объеме потока. Tomo PIV основан на том же принципе реконструкции изображения, что и медицинское диагностическое оборудование для томографических исследований. Отличие состоит в использовании меньшего числа проекций. Трассеры в области измерения регистрируются одновременно на четыре (или более) цифровые камеры с различными углами обзора области потока. Объектив с коррекцией Шаймпфлюга позволяет добиться фокусировки частиц по всему полю изображения при наблюдении объекта под углом.Томографическая реконструкция позволяет получить распределение частиц в толщине лазерного ножа. Для томографической реконструкции, так же как в методе Stereo PIV, необходимо проведение процедуры калибровки для каждой регистрирующей камеры.
Вектор скорости в каждой точке измерения рассчитывается кросскорреляционным алгоритмом по трехмерным элементарным объемам, на которые разбивается реконструированное объемное изображение частиц в потоке.
Особенности метода
- бесконтактный метод измерения
- позволяет измерять 3-х компонентные мгновенные поля скорости в объеме
- Измерение скорости внутри интересующего объема осуществляется одновременно во всех точках, что является главным отличием от сканирующих методов. Эта особенность позволяет использовать метод для высокоскоростных потоков и, в том числе, в методах с временным разрешением TRPIV.
- метод не предполагает наличия движущихся механических частей для сканирования потока
- при регистрации изображений частиц необходимо использовать одновременно 4 (или более) цифровые кросскорреляционные камеры с объективами, позволяющими добиться резкости по всей глубине измеряемого объема (10-20мм)
- освещение измерительного объема производится мощным импульсным лазером (до 200-400мДж)
- для расчета объемного изображения во время томографической реконструкции необходимо применять мощный компьютер с многоядерным процессором и большим объемом оперативной памяти
- экспериментальное исследование течений жидкости и газа
- регистрация трехмерных структур в потоках
