روش اپتیکی سرعت سنجی ذرات در مکانیک سیالات و جامدات

سرعت سنجی ذرات یک تکنیک پیشرفته تجربی در دینامیک سیالات مهندسی است که برای اندازه گی ری سرعت جریان سیالات استفاده میشود. این تکنیک به وسیله ی ذرات کوچک (دارای چگالی برابر با سیال) درون محیط سیالی اجرا میشود و با استفاده از تصاویر ثبت شده با دوربین از حرکت ذرات، سرعت جریان را محاسبه میکند. سرعت سنجی ذرات تکنیکی غیر تماسی است که برای اندازه گیری سرعت جریان سیالات در مقیاس دقیق به کار میرود. ای ن تکنیک از مکانیزم جابه جایی ذرات به عنوان شاخصی از سرعت جریان سیالات بهره میبرد. عملکرد اصلی سرعت سنجی ذرات به این صورت است که ابتدا دو تصویر از سیال در دو زمان مختلف به کمک لیزر نوری و دوربین تهیه میشود. سپس با استفاده از نقاط روی تصویر که در واقع همان ذرات هستند، الگوی حرکت ذرات از تصویر اول به دوم تجزیه و تحلیل و دنبال میشوند. در نهایت با ترکیب اطلاعات سرعت ذرات در نقاط مختلف، تصویری از سرعت جریان سیال در کل ناحیه مورد مطالعه ایجاد میشود. دامنه کاربرد این روش برای اندازهگیری جریان آشفته، جریان چندفازی، جریان داخلی ماشینهای سیال، مهندسی پزشکی، مهندسی انرژی، توسعه مواد جدید، علوم زیستی، مکاترونیک و غیره در حال گسترش است. در این پژوهش سرعت سنجی برای سه آزمایش مختلف از جمله آزمایش انتقال حرارت جابجائی آزاد، آزمایش جت و آزمایش اختلاط انجام شد و نتایج بررسی شده اند. در ادامه الگوریتم استفاده شده در این روش برای بررسی پدیده رشد ترک در بتن مورد بررسی قرار گرفت و موفقیت آمیز بود.

کلیدواژه ها:

سرعت سنجی ذرات ، اپتیک ، PIV ، پردازش تصویر در مکانیک سیالات.