三维体视PIV

仪器简介：

三维立体测速系统是流体力学测量领域的全新工具，将该技术与高速摄影技术相结合，使得我们可以从一个全新的角度对实验流体力学及理论模型验证进行研究。丹迪动态公司率先在三维立体测速领域引入了高时空分辨率的测量技术，通过借助高感光度高速摄影技术、远心镜头以及先进的照明技术，我们在高时间分辨率、高空间分辨率以及高信噪比图像之间找到了完美的平衡。

技术参数：

测速范围：0-300m/s
测量区域大小200mm x 200mm x 40mm或更高
粒子浓度：0.05-0.07 PPP

主要特点：

对于三维立体测速，我们可以提供采用2，3，4个相机的不同测量方案。在实际测量中，当流体被加以低浓度的示踪粒子，我们可以采用VPTV（Volumetric Particle Tracking Velocimetry）技术进行测量；当流体被加以中等浓度的示踪粒子时，则需要采用TPTV（Tomographic Particle Tracking Velocimetry）技术进行测量；而如果流体被加以高浓度的示踪粒子，我们需要采用更先进的LSM（Least Squares Matching）技术进行测量。

为了满足三维立体测速系统高数据容量管理的需求，DynamicStudio软件平台支持基于TCP/IP网络的分布式采集、存储及分析处理，并可使用高达240核的GPU对数据进行立体三维重构，较之以往，数据处理速度可提高近百倍！

在数据展示方面，DynamicStudio软件平台不仅支持平面数据展示方式，如流线，等值线等，并且支持3D立体数据展示（需配合3D立体眼镜），可以看到隐藏于流体内部的真正流动特征。

产品介绍：

解析流动现象的全三维特征

   流动具有强烈的全三维特征！使用Planar PIV和Stereo-PIV无法测量这种三维流动。但是现在科学家们可以使用用于Volumetric Velocimetry(VV)最新的DynamicStudio附加软件测量三维流动特征。无论是对粒子轨迹的拉格朗日追踪感兴趣还是对常规的高分辨率欧拉数据感兴趣，DynamicStudio为所有需要都提供了解决方案。

三维测量需要什么

        Volumetric Velocimetry基于PIV理论。高精度的VV测量需要更多的相机、专门的软件模块和体照明系统。因此，如果已经有PIV系统，可以升级为Volumetric Velocimetry系统。

在空气流场中应用的体空间测速仪，以测量低旋流燃烧器的冷态流场

低旋流燃烧器喷嘴的3D3C流场测量，外部:旋流器(流速快)内部:穿孔板(流速慢)

使用不同的算法进行快速准确的分析

  基于跟踪或基于重构的算法可用于生成用户需要的数据类型。此外，可以选择不同的重构算法，不同的重构算法可以用于缩短计算时间，或提高计算精度。

低旋流燃烧器的流动结果:大相干结构(等值线代表涡核)在内滞止区下游剪切层内对流。红色和蓝色的流线向上和向下延伸。在测量区域(60x40x20 mm3)的边界处，3个切片显示了带有颜色编码速度的局部向量场。

DynamicStudio的主要优点

· DynamicStudio为体积测速提供了不同的软件包，为几乎所有不同类型的实验提供解决方案

· 用户可以选择基于粒子追踪（拉格朗日）或最小二乘匹配（欧拉）的解决方案

· 不同的程序提供了不同的特长——不同的重构方法，从非常快的MinLos到高性能SMART，同时，我们还提供MTE算法用于更高精度的重构

· 从双相机方案开始提供体测量数据

· 为了更快地处理数据，进行GPU加速

· DynamicStudio已经在2008年提供了第一个3D PTV算法

· 平面系统可以方便的升级为体空间测量系统

涡环的时间演化，从左边的层流开始，直到右边的湍流破裂前不久。切片中的颜色表示绝对速度，绿色的等表面表示涡核，以及随着时间的推移涡核是如何变形的。红色等表面显示出向上的速度分量，表明在演化过程中形成的不同口袋驱动了二次涡的演化。参见Brucker等人(2013)"view volumetric PIV via high-resolution scanning, isotropic voxel restructuring and 3D least-squares matching (3D-LSM)"

主动脉根部硅胶模型中人工硬瓣膜后血流流场的可视化。白色-重构的粒子，仅显示Z=0切面内的速度矢量，颜色编码为绝对速度。Hegner等(2015)“Volumetric 3D PIV in heart valve flow"