粒子画像流速測定法は、非侵入型のレーザー光学測定技術であり、流れの乱流、マイクロフルイディクス、スプレー噴霧、および燃焼プロセスの研究と診断に使用されます。 速度が同時に測定されるため、フロー内の領域全体を測定します。
基本的な原理には、流体または気体の流れに続く微視的な粒子の動きの写真記録が含まれます。 次に、画像処理技術を使用して、写真記録から粒子の動き、流速を確認します。 調べている流れの領域内に十分な粒子がある限り、流れの完全な速度場を確認することができます。
これは、粒子画像流速測定法と、プローブを使用して単一点での流速を測定する点測定法との違いを浮き彫りにします。 これの主な利点は、完全な流れの振る舞いに対する物理的な洞察を提供できる定量的な流れ場マッピング方法であるということです。 この手法により、測定データの抽出とフロー構造の視覚化の両方が可能になります。
標準的な粒子画像速度測定のセットアップは、高速カメラ、高出力マルチ・パルス・レーザー、およびレーザー出力光をライト・シートに変換する光学装置と、レーザーとの同期を制御するシンクロナイザーで構成されています。
粒子画像流速測定法は何に使用されますか？
粒子画像流速測定法は、実験ツールとして空気力学および流体力学で使用されます。 ほぼ瞬時の速度場を提供するため、流れの可視化技術の利点を提供すると同時に、重要な定量的情報も提供します。 速度場が確認されると、乱流強度とともに渦度やひずみなどのデータを簡単に見つけることができます。
空気力学では、粒子画像流速測定法は非定常流現象を理解するのに役立ちます。 これは、揚力翼の航空機の伴流渦の測定、さまざまな騒音源の騒音放出を伴うローターの空気力学の調査、および翼上の遷音速流に使用できます。 空港がより大きな容量に達し、離陸と着陸がより頻繁になるにつれて、これは関心が高まっている分野です。 この手法は、空港の効率を理解するために重要です。
後方乱気流の影響も多くの航空機の事故を引き起こしました。そのため、粒子画像流速測定法などの非侵入型の光学的流量測定法の重要性が高まっています。 また、渦のない表面相互作用、熱対流、同心球間のクエット流れである液体の流れの調査にも使用されます。
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