Misura delle tre componenti di velocità in configurazione stereoscopica

Il principio si basa sull'osservazione simultanea del piano laser da parte di due telecamere posizionate ad angoli diversi. Ciascuna telecamera registra una prospettiva diversa dello spostamento delle particelle traccianti tra i due frame: il software di elaborazione combina i due campi di velocità planari per ricostruire la terza componente di velocità - quella perpendicolare al piano di misura. Per mantenere la messa a fuoco sull'intero piano di misura con telecamere angolate, il sistema deve soddisfare la condizione di Scheimpflug: questo viene ottenuto tramite appositi supporti inclinabili che regolano con precisione l'angolo del sensore rispetto all'ottica. La calibrazione del sistema stereoscopico avviene con target fiduciali ChArUco, che consentono una stima accurata della posa 3D delle telecamere e un allineamento stereoscopico automatizzato, riducendo i tempi di setup rispetto ai metodi tradizionali.

Rispetto alla configurazione a singola telecamera, la Stereo PIV richiede hardware aggiuntivo - una seconda telecamera, due supporti Scheimpflug, un target di calibrazione dedicato - e un livello di post-elaborazione più articolato. Il vantaggio è proporzionale: un campo vettoriale completo in tutte e tre le dimensioni spaziali, che apre l'accesso a grandezze derivate altrimenti non calcolabili, come la vorticità tridimensionale e i termini completi del tensore delle deformazioni. Le applicazioni tipiche includono lo studio di scie aerodinamiche e profili alari in galleria del vento, l'analisi di strati limite turbolenti, i flussi interni in turbomachinery con componente di swirl, la caratterizzazione di ugelli e spray con forte componente assiale, le misurazioni subacquee in idrodinamica navale e la diagnostica di flusso in applicazioni biomediche su modelli vascolari con geometria tridimensionale. Il team Luchsinger supporta la valutazione della configurazione più adatta: quando la 2D-3C è necessaria rispetto alla 2D-2C, come dimensionare il setup stereoscopico e come gestire la calibrazione in condizioni di accesso ottico limitato.