Un'immagine grafica di PIV e SPPIV. Credito:Università di Tohoku
Un gruppo di ricerca ha sviluppato, e ora testato con successo, un nuovo metodo per misurare le velocità del flusso dei fluidi. La velocimetria dell'immagine delle particelle con elaborazione sparsa (SPPIV) ottimizza i metodi di misurazione convenzionali ed è riuscita a calcolare il flusso del fluido ad alta velocità in tempo reale.
I dettagli dei risultati del gruppo sono stati pubblicati sulla rivista Experiments in Fluids il 29 agosto 2022.
La misurazione del campo di velocità di un flusso di fluido, come aria o acqua, consente un maggiore feedback e controllo. Questo sta diventando importante nella spinta per aumentare le prestazioni e l'efficienza del carburante degli aeromobili.
La velocimetria dell'immagine delle particelle (PIV) è stata tradizionalmente utilizzata per misurare la velocità del fluido.
PIV utilizza l'analisi di correlazione dell'immagine per determinare il movimento di un fluido. Sebbene ciò fornisca dati bidimensionali e renda superflua l'installazione dei sensori, l'elaborazione di grandi quantità di dati richiede molto tempo, soprattutto con immagini di flussi d'aria ad alta velocità. Per questo motivo, le misurazioni in tempo reale sono impossibili con PIV.
Il Professore Associato Taku Nonomura della Graduate School of Engineering e Research Fellow della Tohoku University Kumi Nakai dell'Istituto di ricerca per la conservazione dell'energia del National Institute of Advanced Industrial Science and Technology ha guidato un gruppo per superare le carenze di PIV.
SPPIV sfrutta una modalità a bassa dimensione e una tecnologia di ottimizzazione della posizione del sensore. La modalità a bassa dimensione restringe il complesso fenomeno a caratteristiche più ampie, eliminando le informazioni non essenziali che complicano il calcolo dei dati. La tecnologia di ottimizzazione della posizione del sensore seleziona accuratamente i punti di osservazione ottimali, invece dei sistemi di allagamento come fa PIV.
Realizzando un esperimento in galleria del vento con una telecamera ad alta velocità in tempo reale, il gruppo ha dimostrato che la misurazione in tempo reale è possibile utilizzando SPPIV. Hanno anche assistito alla prima misurazione in tempo reale al mondo del flusso di fluido a 2000 hertz.
"Questa tecnologia è versatile e dovrebbe consentire la misurazione e il controllo in tempo reale del flusso del fluido in vari campi", ha affermato Nonomura. "Grazie alla combinazione di un modello a bassa dimensione e all'ottimizzazione, anche per metodi di misurazione che implicano analisi noiose, la quantità di dati analizzati è significativamente ridotta". + Esplora ulteriormente
