多相流體成像分析係統FlowMaster

德國LaVision朗維視生產的多相流體成像分析係統FlowMaster是一個高度靈活和強大的粒子圖像速度測量（PIV）係統。多相流體成像分析係統FlowMaster的組件包括連續波和脈衝激光器、高速和sCMOS相機，所有的組件都可以通過精確的計時裝置方便地控製。多相流體成像分析係統FlowMaster可以滿足流體動力學所有領域的廣泛的測量需求。

使用Lavision朗維視的成像解決方案進行 3D 粒子大小測量和跟蹤！使用多相成像和斷層掃描重建，可以在3D空間中可視化、跟蹤和量化粒子、液滴和氣泡。這可以為消化係統中泡騰藥片的破碎、空化情況下氣泡的產生和分布或沙子等氣溶膠的運動等應用提供有價值的見解。

產品特色

在多相流體成像分析係統FlowMaster中，算法和硬件由DaVis控製，該軟件包提供2D和3D流體分析所需的功能。PIV測量係統的質量很大程度上取決於應用算法的能力。Lavision朗維視不斷提供用於計算和驗證的較佳PIV算法，如變形詢問窗口、體積自校準、PIV不確定性量化(包括傳播)、屢獲殊榮的Shake-the-Box算法等。

2D FlowMaster係統可以輕鬆升級為3D測量係統。多相流體成像分析係統FlowMaster是專為研究燃燒、噴霧、流動和空氣動力學應用而設計。PIV與其他方法(如激光誘導熒光(LIF ))的結合可用於進一步了解物理和化學過程。

2D交叉相關平麵PIV的基本原理

多相流體成像分析係統FlowMaster被設計用來測量瞬時2D和3D速度場，使用成熟的粒子圖像速度測量法（PIV）。速度測量法（PIV）技術。在流動中加入小顆粒，這些顆粒跟隨流動。對於平麵PIV，粒子被一個薄薄的（激光）光片照亮。(激光)光片照射，由示蹤粒子散射的光強度由一個或多個相機記錄。

對於單一速度快照，光源發射兩次，兩次照明由專用的高分辨率雙幀PIV攝像機記錄，該攝像機能夠一個接一個地拍攝兩幅圖像。或者，對於時間分辨PIV，幀速率通常大於1 kHz的高速攝像機與高重複率激光器一起使用，記錄一係列圖像，以高時間分辨率觀察詳細的流動動力學。 記錄的圖像被分成小的探測窗口。在激光發射之間的時間間隔dt期間，每個詢問窗口的粒子移動位移ds。速度由比值ds/dt給出。後續圖像中兩個對應的詢問窗口之間的互相關產生了可能的粒子位移的相關圖。相關平麵中最高峰值的位置表示該窗口中粒子最可能的平均位移ds。

所有探測窗口的位移矢量最終被轉化為完整的瞬時速度圖。這種PIV處理的基本原理已經被Lavision朗維視公司改進，如多通道預測-校正方案，根據局部速度梯度場進行圖像變形，以獲得更高的精度和空間分辨率。對於時間分辨的PIV，有多種多幀技術可供選擇，如金字塔關聯。

對於來自單台相機的圖像，2D-PIV（2D2C，2D，2分量）計算出兩個速度分量。作為國際合作的一部分，朗維視Lavision實施了一種基於相關統計的不確定性量化方法。這項技術能夠為平麵二維和立體PIV的單個瞬時速度矢量提供不確定性值。不確定度的傳播也提供了衍生量的不確定度，如渦度和雷諾應力。