Particle Image Velocimetry

Sistemi per la misura istantanea e non intrusiva del campo di velocità su un'intera regione del flusso

La Particle Image Velocimetry è una tecnica ottica di diagnostica del flusso che permette di misurare simultaneamente le componenti di velocità in un piano o in un volume, senza inserire sonde o elementi perturbatori nel fluido. A differenza delle tecniche puntuali, la PIV restituisce un campo vettoriale completo: ogni acquisizione produce una mappa della velocità su centinaia o migliaia di punti, con risoluzione spaziale definibile in funzione dell'applicazione. È la tecnica di riferimento per la ricerca sperimentale in aerodinamica, fluidodinamica computazionale e sviluppo prodotto nei settori ad alta intensità tecnologica.

Come funziona la misura PIV

Il principio della velocimetria a immagini di particelle si basa sull'illuminazione di un piano del flusso con due impulsi laser o LED a distanza temporale nota. Piccole particelle traccianti - immesse nel fluido o già naturalmente presenti - riflettono la luce e vengono acquisite da una telecamera ad alta velocità. Un algoritmo di correlazione incrociata confronta le due immagini consecutive, calcola lo spostamento di ogni gruppo di particelle e restituisce il vettore di velocità in ogni punto del piano di misura.


Quale configurazione scegliere

La scelta del sistema dipende da quattro criteri principali: il numero di componenti di velocità richieste (due nel piano o tre con configurazione stereoscopica), la risoluzione temporale necessaria per seguire strutture instabili o fenomeni periodici, le dimensioni del dominio da investigare - da microcanali a gallerie industriali - e i vincoli di installazione legati alla sicurezza laser. Per applicazioni con spazi ridotti o ambienti senza infrastruttura laser, esistono configurazioni a illuminazione LED che eliminano le restrizioni di zona laser mantenendo buone prestazioni di misura.

Consulenza Luchsinger per i sistemi PIV

Definire la configurazione PIV corretta richiede un'analisi accurata dell'applicazione: geometria del dominio, velocità attesa del flusso, frequenza dei fenomeni di interesse e vincoli di installazione. Il team tecnico Luchsinger affianca il cliente in questa valutazione, dalla specifica del sistema fino alla messa in servizio, per garantire che i dati acquisiti siano effettivamente quelli necessari al progetto.

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