Diseño de un sistema óptico de láser en hoja de alta uniformidad para velocimetría de imágenes de partículas
Autores: Yin, Kewei; Zhang, Jun; Chen, Shuang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Diseño de un sistema óptico de láser en hoja de alta uniformidad para velocimetría de imágenes de partículas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Velocimetría de imágenes de partículas
Sistema óptico de láser en plano
Mecánica de fluidos
Aerodinámica
Imágenes de alta resolución
Técnicas de medición sin contacto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La velocimetría de imágenes de partículas (PIV) es un método de medición de velocidad instantáneo, sin contacto y de flujo completo basado en el análisis de correlación cruzada de imágenes de partículas. Se utiliza ampliamente en mecánica de fluidos y aerodinámica. El sistema óptico de láser en lámina es uno de los equipos clave del PIV y es una garantía importante para obtener imágenes de partículas de alta definición. En la tarea de medición PIV de un gran túnel de viento de baja velocidad, para resolver el problema de la uniformidad de la iluminación de la lámina de luz de un modelo de gran tamaño y tener en cuenta los requisitos de la tecnología PIV sobre el grosor de la lámina de luz, se utiliza un algoritmo híbrido para diseñar un sistema óptico de láser en lámina de alta uniformidad basado en la teoría de la óptica física. Los resultados de la simulación muestran que el tamaño de la lámina de luz es de 400 mm x 1 mm, la eficiencia de difracción alcanza el 97.77% y la no uniformidad es solo del 0.03%. Esto ayuda a adquirir imágenes de alta resolución de partículas en todo el campo de visión. También se puede aplicar a una serie de técnicas de medición de campo de flujo sin contacto, como la fluorescencia inducida por láser en plano, la dispersión de Rayleigh filtrada y la medición de temperatura por fluorescencia inducida por láser en plano de dos colores.
Descripción
La velocimetría de imágenes de partículas (PIV) es un método de medición de velocidad instantáneo, sin contacto y de flujo completo basado en el análisis de correlación cruzada de imágenes de partículas. Se utiliza ampliamente en mecánica de fluidos y aerodinámica. El sistema óptico de láser en lámina es uno de los equipos clave del PIV y es una garantía importante para obtener imágenes de partículas de alta definición. En la tarea de medición PIV de un gran túnel de viento de baja velocidad, para resolver el problema de la uniformidad de la iluminación de la lámina de luz de un modelo de gran tamaño y tener en cuenta los requisitos de la tecnología PIV sobre el grosor de la lámina de luz, se utiliza un algoritmo híbrido para diseñar un sistema óptico de láser en lámina de alta uniformidad basado en la teoría de la óptica física. Los resultados de la simulación muestran que el tamaño de la lámina de luz es de 400 mm x 1 mm, la eficiencia de difracción alcanza el 97.77% y la no uniformidad es solo del 0.03%. Esto ayuda a adquirir imágenes de alta resolución de partículas en todo el campo de visión. También se puede aplicar a una serie de técnicas de medición de campo de flujo sin contacto, como la fluorescencia inducida por láser en plano, la dispersión de Rayleigh filtrada y la medición de temperatura por fluorescencia inducida por láser en plano de dos colores.