2
دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر پردیس فنی دانشگاه تهران
چکیده
در این مقاله، طراحی و ساخت یک منبع نوری پرتوان پالسی جهت استفاده در تصویربرداری از ذرات به کمک روش سایه‌نگاری تشریح شده است. با توجه به کنتراست بالای تصاویر در روش سایه‌نگاری و عدم نیاز به منبع نور پرقدرت، از دیودهای نوری (LED) متعارف به جای لیزر در این منبع نوری استفاده شده. بنابراین، سامانه ساخته‌شده در بسیاری از مشخصات قابل مقایسه با نمونه‌های روش PIV می‌باشد. منبع نور پالسی ساخته‌شده حداقل پهنای پالس ns 125، فرکانس Hz 500 و حداکثر جریان عبوری A 15 را تامین می‌کند. جهت همزمانی پالس‌های نوری و زمان باز و بسته شدن شاتر دوربین، یک همزمان ساز نیز متناسب با مشخصات دوربین و منبع نور طراحی شده است. هم‌چنین، در این کار با استفاده از تکنیک یک فریم-چند نور امکان جایگزینی دوربین‌های پرسرعت با نمونه‌های تجاری DSLR مورد مطالعه قرار گرفته است. تصاویر گرفته شده به کمک یک دوربین معمولی (DSLR) نشان می‌دهد که قطرات با سرعتی در حدود m/s 30-20 و اندازه‌‌ای در حدود um 200-100 قابل شناسایی هستند.
Hassan, Y. “Full-Volume, Three-dimensional, Transient Measurements of Bubbly Flows, Using Particle Tracking Velocimetry and Shadow Image Velocimetry, Coupled with Pattern Recognition Technique”, Texas A&M University, Project DE-FG07-98ID13638, 2001.
Estevadeordal, J. and Goss, L. “PIV with LED: Particle Shadow Velocimetry (PSV)”, The 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. AIAA 2005-37, 2005.
Goss, L. and Estevadeordal, J. “Parametric Characterization for Particle-Shadow Velocimetry (PSV)”, The 25th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference, AIAA 2006-2808, 2006.
Goss, L., Estevadeordal, J., and Crafton, J.W. “Velocity Measurements Near Walls, Cavities, and Model Surfaces, Using Particle Shadow Velocimetry (PSV)”, The 22nd International Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities, pp. 1-8, 2007.
Braun, T. “Particle Shadow Velocimetry in the Wall Region of a Turbulent Pipe Flow”, M.Sc. Thesis, Mechanical Engineering Department,The Pennsylvania State University, 2010.
Khodaparast, S., Borhani, N., Tagliabue, G., and Thome J.R. “A Micro Particle Shadow Velocimetry (PSV) Technique to Measure Flows in Microchannels”, Experimental Fluids, Vol. 56, pp. 1474-1487. 2013.
Khodaparast, S., Borhani, N., and Thome J.R. “Application of Micro Particle Shadow Velocimetry PSV to Two-phase Flows in Microchannels”, International Journal of Multiphase Flow, Vol. 62, pp. 123–133. 2014.
Willert, C., Moessner, S., and Klinner, J., “Pulsed Operation of High Power Light Emitting Diodes for Flow Velocimetry”, The 8th International Symposium on Particle Image Velocimetry-PIV09, Melbourne, Victoria, Australia, pp.25-28, 2009.
Willert, C., Stasicki, B., Klinner, J., and Moessner, S., “Pulsed Operation of High-Power Light Emitting Diodes for Imaging Flow Velocimetry”, Measurement Science and Technology, Vol. 21, No. 7, pp. 1-11, 2010.
Willert, C., Freitag, S., and Hassa, Ch. “High Speed Imaging of Fuel Sprays, Using A Low cost Illumination, Source”, The 22nd European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Italy, p.15, 2008.
Buchmann, N.A., Willert, C., and Soria, J. “Tomographic Particle Image Velocimetry, Using Pulsed, High Power LED Volume Illumination”, The 9th International Symposium on Particle Image Velocimetry – PIV’11, Kobe, Japan, 2011.
Groß, D., Brevis, W., and Jirka. G.H. “Development of a LED-Based PIV/PTV System: Characterization of the Flow Within a Cylinder Wall-Array in a Shallow Flow”, The Int. Conf. on Fluvial Hydraulics River Flow, pp. 8-10, 2010.
Raffel, M., Willert, Ch., Wereley, S., and Kompenhans, J. “Particle Image Velocimetry”, Springer, Berlin, 2007.
)
