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PIV Particle Image Velocimetry Velocimetria por imagem de partículas. Jaime Vogado. Apresentação. Definição Princípio de Funcionamento Historial Características Vantagens/Desvantagens Metodologia Equipamento Valores típicos Resolução espacial e gama de velocidades PIV tridimensional
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PIVParticle Image VelocimetryVelocimetria por imagem de partículas Jaime Vogado
Apresentação • Definição • Princípio de Funcionamento • Historial • Características • Vantagens/Desvantagens • Metodologia • Equipamento • Valores típicos • Resolução espacial e gama de velocidades • PIV tridimensional • Referências Jaime Vogado
Definição Tecnologia 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
Área Alvo Volume de medição Folha de laser CCD Laser Lente cilíndrica Escoamento com partículas Dados Imagem do impulso 1 Correlação Imagem do impulso 2 Princípio de Funcionamento Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
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 Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
Características • Não intrusiva • Gama de velocidades: zero a supersónico • Mapas de vectores velocidade instantânea • tridimensional PIV estereoscópico Jaime Vogado
Outros métodos (LDA,...) Medições pontuais Atravessamento do escoamento Morosos Escoamentos turbulentos - estatística PIV Campo completo Não intrusiva Campo de velocidades instantâneas Vantagens Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
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 Trajectória da partícula Desvantagens Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
Metodologia Fonte: Sousa (1997) Jaime Vogado
Metodologia Correlação Cruzada 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. 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 Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
Resolução espacial e gama de velocidades • Premissas: • As partículas seguem perfeitamente o escoamento • As partículas estão distribuídas uniformemente Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
PIV tridimensional • A terceira componente: • Invisível em PIV “normal” • Pode ser obtida usando 2 câmaras em arranjo estereoscópico Deslocamento Deslocamento Visto da esquerda real Deslocamento Plano focal: Visto da direita Centro da Folha de luz 45° 45° Câmera Câmera Esquerda Direita Jaime Vogado Fonte:Dantec Corp.
PIV tridimensional Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
Área de sobreposição com a janela de amostragem Mapa de vectores 2D esquerdo Mapa de vectores 2D direito PIV tridimensional Valores resultantes Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
PIV tridimensional calibração Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
PIV tridimensional Fonte:Dantec Corp. Jaime Vogado
PIV tridimensional Avaliação 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 Jaime Vogado