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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”