Particle Image Velocimetry (PIV)

PIV ist ein berührungsloses optisches Verfahren zur Bestimmung von Geschwindigkeitsfeldern in der Strömungsmechanik.
Particle Image Velocimetry (PIV)

Nachlauf eines Pkw-Modells mit Laserausleuchtung

Die Methode der „Particle Image Velocimetry“ ist ein laseroptisches Geschwindigkeitsmessverfahren, welches sowohl in einer Ebene als auch in einem Volumen einer Strömung durchgeführt werden kann.

Dabei ermöglicht es die momentane Messung eines gesamten Geschwindigkeitsfeldes.

Da dieses Verfahren berührungslos durchgeführt wird, bietet es einen großen Vorteil gegenüber anderen Messverfahren, dessen Sensoren in die Strömung eingebracht werden müssen und eine Störung der Strömung verursachen.

Die Methode beruht dabei darauf, dass sich in der Strömung kleine Partikel befinden. Dabei repräsentieren die Partikel das Strömungsverhalten des Fluides. Sie sind bereits in der Strömung vorhanden oder werden dem Fluid vorher zugesetzt und entlang der Belichtungsebene von einem Laser-Lichtstrahl beleuchtet. Das gestreute Licht der Partikel wird von einer Kamera aufgenommen. Durch die Emission von zwei Lasern im Abstand von wenigen Millisekunden t1 und t2 und die synchrone Aufnahme von Bildern durch eine Kamera liefert die Verschiebung der Partikel auf dieser Beleuchtungsebene ein Geschwindigkeitsfeld.

Zur Bestimmung der Geschwindigkeit wird dem Bild ein Maßstab zugewiesen. Aus der daraus gemessenen Strecke und der Zeit zwischen t1 und t2 wird die Geschwindigkeit und Richtung des strömenden Partikels bestimmt, wobei die Partikel das Strömungsverhalten des gesamten Fluides widerspiegeln.

Technische Spezifikationen des institutseigenen PIV.

Laser  
Modell YAG Doppelpulslaser Typ Solo PIV III (DANTEC)
Laserenergie 50mJ
Pulsfrequenz 15 Hz
 
Kamera  
Modell FlowSense 2M (DANTEC)
Auflösung 1600 x 1200 Pixel
Objektive 35mm und 60mm
 
Software  
Programm Dynamic Studio (DANTEC)