多相流体成像分析系统FlowMaster

德国LaVision朗维视生产的多相流体成像分析系统FlowMaster是一个高度灵活和强大的粒子图像速度测量（PIV）系统。多相流体成像分析系统FlowMaster的组件包括连续波和脉冲激光器、高速和sCMOS相机，所有的组件都可以通过精确的计时装置方便地控制。多相流体成像分析系统FlowMaster可以满足流体动力学所有领域的广泛的测量需求。

使用Lavision朗维视的成像解决方案进行 3D 粒子大小测量和跟踪！使用多相成像和断层扫描重建，可以在3D空间中可视化、跟踪和量化粒子、液滴和气泡。这可以为消化系统中泡腾药片的破碎、空化情况下气泡的产生和分布或沙子等气溶胶的运动等应用提供有价值的见解。

产品特色

在多相流体成像分析系统FlowMaster中，算法和硬件由DaVis控制，该软件包提供2D和3D流体分析所需的功能。PIV测量系统的质量很大程度上取决于应用算法的能力。Lavision朗维视不断提供用于计算和验证的较佳PIV算法，如变形询问窗口、体积自校准、PIV不确定性量化(包括传播)、屡获殊荣的Shake-the-Box算法等。

2D FlowMaster系统可以轻松升级为3D测量系统。多相流体成像分析系统FlowMaster是专为研究燃烧、喷雾、流动和空气动力学应用而设计。PIV与其他方法(如激光诱导荧光(LIF ))的结合可用于进一步了解物理和化学过程。

2D交叉相关平面PIV的基本原理

多相流体成像分析系统FlowMaster被设计用来测量瞬时2D和3D速度场，使用成熟的粒子图像速度测量法（PIV）。速度测量法（PIV）技术。在流动中加入小颗粒，这些颗粒跟随流动。对于平面PIV，粒子被一个薄薄的（激光）光片照亮。(激光)光片照射，由示踪粒子散射的光强度由一个或多个相机记录。

对于单一速度快照，光源发射两次，两次照明由专用的高分辨率双帧PIV摄像机记录，该摄像机能够一个接一个地拍摄两幅图像。或者，对于时间分辨PIV，帧速率通常大于1 kHz的高速摄像机与高重复率激光器一起使用，记录一系列图像，以高时间分辨率观察详细的流动动力学。 记录的图像被分成小的探测窗口。在激光发射之间的时间间隔dt期间，每个询问窗口的粒子移动位移ds。速度由比值ds/dt给出。后续图像中两个对应的询问窗口之间的互相关产生了可能的粒子位移的相关图。相关平面中最高峰值的位置表示该窗口中粒子最可能的平均位移ds。

所有探测窗口的位移矢量最终被转化为完整的瞬时速度图。这种PIV处理的基本原理已经被Lavision朗维视公司改进，如多通道预测-校正方案，根据局部速度梯度场进行图像变形，以获得更高的精度和空间分辨率。对于时间分辨的PIV，有多种多帧技术可供选择，如金字塔关联。

对于来自单台相机的图像，2D-PIV（2D2C，2D，2分量）计算出两个速度分量。作为国际合作的一部分，朗维视Lavision实施了一种基于相关统计的不确定性量化方法。这项技术能够为平面二维和立体PIV的单个瞬时速度矢量提供不确定性值。不确定度的传播也提供了衍生量的不确定度，如涡度和雷诺应力。