Warum PIV? Konventionelle Methoden (HDA, LDA) Einzelpunktmessungen Beeinflussung der Strömung...

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Warum PIV? Konventionelle Methoden (HDA, LDA) Einzelpunktmessungen Beeinflussung der Strömung Zeitaufwendig (Abtasten) Im turbulenten Fall nur Mittelung möglich Particle image velocimetry Gesamtfeldmethode Keine Beeinflussung der Strömung Gesamter Strömungsbereich z

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Warum PIV?

Konventionelle Methoden(HDA, LDA)

• Einzelpunktmessungen

• Beeinflussung der Strömung

• Zeitaufwendig (Abtasten)

• Im turbulenten Fall nur Mittelung möglich

Particle image velocimetry

• Gesamtfeldmethode

• Keine Beeinflussung der Strömung

• Gesamter Strömungsbereich

z

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PIV optische Konfiguration

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Mehrfachbelichtetes PIV Bild

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PIV Analyse

Doppebelichtetes Bild

Korreltations-bereich

ÖrtlicheKorrelation

RP

RD+RD-

RC+RF

xdsxIsxWxIxWsR

)()()()()( 2211Örtliche Korrelation:

W… TeilchenverteilungI… Intensität

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PIV Ergebnis

Turbulente RohrströmungRe = 5300100×85 Vektoren

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Geschwindigkeitsfelder

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Historie

• Quantitative Geschwindigkeit aus Bildern von Teichenbewegungen (1930)

• Laser speckle velocimetry

• Particle image velocimetry

• Auswertung durch örtliche Korrelation

• ‘Digital’ PIV

• Stereoskopische PIV; holographische PIV

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D X t t u X t t dt

t

t

( ; , ) ( ),

X ti ( )2

X ti ( )1

D

Teilchenbahn

Strömungslinie

u X t( , )

v ti ( )

Verschiebungsfeld

• Die Fluidbewegung entspricht einer Teilchenbewegung dessen Verschiebung gemessen wird

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NI << 1

NI >> 1

Particle tracking velocimetry

Particle image velocimetry

Niedrige Partikeldichte

Hohe Partikeldichte

Geschwindigkeit aus Tracer-Geschwindigkeiten

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Strömung

Ergebnis

seeding

Belichtung

Foto

Erfassung

Einlesen

Bearbeitung

Schärfen

Auswahl

Korrelation

Berechnung

KontrolleAuswertung

Berechnung

Datenaufnahme

Pixel

“Ablauf einer PIV”