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Misure sperimentali del flusso attorno ad un cilindro con tecnica P.I.V. ed analisi dei risultati

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6 La figura soprastante illustra brevemente un tipico apparato per registrazioni PIV in una galleria che potrebbe essere indistintamente una galleria del vento o una galleria ad acqua. Piccole particelle traccianti vengono aggiunte al flusso. Una regione rettangolare piana (lamina di luce) all’interno del flusso viene illuminata due volte tramite un raggio laser (doppio impulso di luce). Il tempo fra i due impulsi del laser viene impostato in base alla velocità media del flusso e all’ingrandimento dell’immagine. Si assume che le particelle traccianti, nel tempo fra le due illuminazioni, si muovano con la medesima velocità locale del flusso. La luce riflessa dalle particelle traccianti viene registrata tramite lenti di alta qualità o su un singolo negativo fotografico o su due separati fotogrammi su uno speciale sensore CCD di cross correlation. Dopo lo sviluppo, la registrazione fotografica PIV viene digitalizzata tramite uno scanner. Invece, usando un sensore CCD, il risultato viene direttamente immagazzinato in tempo reale nella memoria di un computer. Per effettuare una stima quantitativa del campo di velocità, l’immagine digitale PIV viene suddivisa in piccole sottoregioni, denominate “aree di interrogazione”. Per ognuna di esse, il vettore spostamento delle particelle traccianti fra le due immagini illuminate, viene determinato tramite mezzi statistici (auto-correlation e cross- correlation). Si assume infatti che tutte le particelle entro una area di interrogazione si siano spostate omogeneamente nel tempo fra le due illuminazioni e quindi un unico vettore descriva il comportamento di tutta la regione. Noto il vettore spostamento, in base al tempo intercorrente fra le due immagini e all’ingrandimento dell’immagine rispetto all’oggetto reale, viene calcolata la proiezione del vettore velocità del flusso locale nel piano della lamina di luce (vettore velocità a due componenti. Il processo di interrogazione viene ripetuto per tutte le aree di interrogazione della registrazione PIV. Con le moderne videocamere CCD (1000 1000 υ elementi sensori) è possibile acquisire più di 100 registrazioni PIV al minuto. Il calcolo di una registrazione PIV di un campo di velocità con 3600 vettori velocità istantanei (in dipendenza dalle dimensioni della registrazione e dall’area di interrogazione), è dell’ordine di pochi secondi con i computer standard attualmente sul mercato. Se però è richiesta una ancora più rapida disponibilità dei dati per un monitoraggio on- line del flusso, processori hardware dedicati sono commercialmente disponibili: essi realizzano tali calcoli in una frazione di secondo.
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Misure sperimentali del flusso attorno ad un cilindro con tecnica P.I.V. ed analisi dei risultati

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Informazioni tesi

  Autore: Stefano Fabbri
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Meccanica
  Relatore: Sandro Salvigni
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 258

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Parole chiave

correlazione incrociata
decomposizione ortogonale propria (pod)
flusso intorno ad un cilindro
misure di velocita’ di un fluido
particle image velocimetry (piv)

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