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

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

PIV optische Konfiguration

Mehrfachbelichtetes PIV Bild

PIV Analyse

Doppebelichtetes Bild

Korreltations-bereich

ÖrtlicheKorrelation

RP

RD+RD-

RC+RF

xdsxIsxWxIxWsR

)()()()()( 2211Örtliche Korrelation:

W… TeilchenverteilungI… Intensität

PIV Ergebnis

Turbulente RohrströmungRe = 5300100×85 Vektoren

Geschwindigkeitsfelder

Historie

• Quantitative Geschwindigkeit aus Bildern von Teichenbewegungen (1930)

• Laser speckle velocimetry

• Particle image velocimetry

• Auswertung durch örtliche Korrelation

• ‘Digital’ PIV

• Stereoskopische PIV; holographische PIV

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

NI << 1

NI >> 1

Particle tracking velocimetry

Particle image velocimetry

Niedrige Partikeldichte

Hohe Partikeldichte

Geschwindigkeit aus Tracer-Geschwindigkeiten

Strömung

Ergebnis

seeding

Belichtung

Foto

Erfassung

Einlesen

Bearbeitung

Schärfen

Auswahl

Korrelation

Berechnung

KontrolleAuswertung

Berechnung

Datenaufnahme

Pixel

“Ablauf einer PIV”