PIV Genauigkeitsanalyse
Bei der Geschwindigkeitsbestimmung mittels der Particle Image Velocimetry (PIV) gibt es viele Faktoren, die den Messfehler beeinflussen. Durch sorgfältige Auswahl geeigneter Partikel/Tröpfchen wird sichergestellt, dass deren Bewegung auch der des zu untersuchenden Fluides entspricht. Die Abbildung der Partikel in der Messebene auf den Kamerasensor unterliegt höchsten Anforderungen an Optik und Sensor, da die Partikelgröße häufig unterhalb des Auflösungsvermögens liegt und das Streulicht minimal ist. Auch die Auswertung der PIV Bilder erfordert komplexe Methoden, um den Messfehler, z.B. durch Geschwindigkeitsgradienten, zu minimieren.
Eine Analyse von synthetischen PIV Bildern ermöglicht es, den Einfluss einzelner Bildparameter, wie Partikelbildgröße, Partikelbilddichte, Bildrauschen, Gradienten, usw. systematisch zu erfassen. Dadurch lässt sich zum einen die Messunsicherheit abschätzen und zum anderen ermöglicht die Kenntnis über den Effekt der verschiedenen Parameter eine Optimierung des PIV Messaufbaus. Beispielsweise kann ein optimaler Arbeitsabstand der Kamera, eine optimaler Zeitdifferenz zwischen zwei Belichtungen oder ein optimales Laserstrahlprofil theoretisch bestimmt werden.
Bearbeiter:
Veröffentlichungen:
- Scharnowski S, Grayson K, de Silva CM, Hutchins N, Marusic I, Kähler CJ (2017) Generalization of the PIV loss-of-correlation formula introduced by Keane and Adrian. Experiments in Fluids 58:150
- Scharnowski S, Kähler CJ (2016) On the loss-of-correlation due to PIV image noise. Experiments in Fluids 57:119
- Scharnowski S, Kähler CJ (2016) Estimation and optimization of loss-of-pair uncertainties based on PIV correlation functions. Experiments in Fluids 57:23
- Scharnowski S, Kähler CJ (2013) On the effect of curved streamlines on the accuracy of PIV vector fields. Experiments in Fluids 54:1435
- Cierpka C, Scharnowski S, Kähler CJ (2013) Parallax correction for precise near-wall flow investigations using particle imaging. Applied Optics 52:2923-2931
- Kähler CJ, Scharnowski S, Cierpka C (2012) On the uncertainty of digital PIV and PTV near walls. Experiments in Fluids 52:1641-1656
- Kähler CJ, Scharnowski S, Cierpka C (2012) On the resolution limit of digital particle image velocimetry. Experiments in Fluids 52:1629-1639