Medidas óticas de velocidade: PIV (Particle Image Velocimetry) André V. G. Cavalieri.

Apresentação em tema: "Medidas óticas de velocidade: PIV (Particle Image Velocimetry) André V. G. Cavalieri."— Transcrição da apresentação:

1 Medidas óticas de velocidade: PIV (Particle Image Velocimetry) André V. G. Cavalieri

2 Princípio da medida Foto 1: t = t0Foto 2: t = t0+Δt u = Δx/Δtv = Δy/Δt(Δt→0)

3 Princípio da medida Foto 1, t = t0

4 Princípio da medida Foto 2, t = t0+Δt

5 Princípio da medida Foto 2, t = t0+Δt Como determinar Δx e Δy entre a foto 1 e a foto 2?

6 Função de correlação Suponha:  f(x) representa sistema a t=t0  g(x) representa sistema a t=t0+Δt Deslocamento de f(x) a g(x) = Δx V = Δx/Δt Como determinar Δx?

7 Função de correlação

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12 Função de correlação bidimensional

13 ≈0

14 Função de correlação bidimensional

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16 Correlação em imagens PIV Foto 1: t = t0Foto 2: t = t0+Δt 1 – Divisão da foto em “janelas” 2 – Janela (i,j): pico da correlação 2D = (Δx,Δy) i,j médio das partículas na janela 3 – * (1/Δt) = (u,v) i,j médio das partículas na janela

17 Correlação em imagens PIV Foto 1: t = t0 Janelas pequenas: maior resolução espacial  Maior número de vetores  Menos problemas em regiões de gradiente alto  Mas: menos partículas para cálculo de correlação

18 PIV rápido Foto 1: t = t0 Câmeras de alta velocidade: obtenção de u(x,y,t), v(x,y,t) Alto custo:  Sistema de medida (câmera, laser)  Informática (armazenamento, cálculo de correlação)  Trabalho!

19 PIV estereoscópico Duas câmeras: obtenção das três componentes do vetor velocidade Alto custo:  2 x câmera  2 x Informática (2 x armazenamento, 2 x cálculo de correlação)  n x Trabalho! (alinhamento sistemas óticos, calibração)

20 PIV estereoscópico Bola entrando no gol

21 PIV estereoscópico Bola se move lateralmente

22 PIV estereoscópico Flutuações da velocidade normal ao plano laser

23 PIV tomográfico Mais de 2 câmeras + volume laser: medidas em um volume

24 PIV tomográfico Mais de 2 câmeras + volume laser: medidas em um volume Violato & Scarano, Physics of Fluids 2012

25 Vantagens/desvantagens do PIV Medição instantânea de um plano de velocidades Medida não-intrusiva  Aeroacústica: sem sonda no escoamento  Mas: partículas adicionadas ao ar Problemas:  Custo  Segurança  Particulado: “arte”

26 Vantagens/desvantagens do PIV

27 Cuidado! Figuras bonitas x análise dos fenômenos?