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पार्टिकल इमेज वेलासिमेट्री
1.पार्टिकल इमेज वेलासिमेट्री
एलडीवी तकनीक की गंभीर बाधाओं में से एक यह है कि यह एक निर्णायक माप है। यह किसी दिए गए प्रवाह क्षेत्र के विमान के मानचित्रण हेतु आवश्यक समय के अलावा, विभिन्न स्थानों पर एक साथ दर्ज आंकड़ों के स्थानिक सहसंबंध को लागू करने में अक्षम भी है। अस्थिर प्रवाह संरचनाओं को सुलझाने के लिए पार्टिकल इमेज वेलासिमेट्री (पीआईवी) एक अनिवार्य तकनीक है। पीआईवी के प्रयोग से वेलासिटी फ़ील्ड का माप, समय के फंक्शन के रूप में प्रवाह में निलंबित छोटे ट्रेसर्स की स्थिति को सही ढंग से रिकॉर्ड और मापने की क्षमता पर आधारित है। वेग को तब समय अंतराल (चित्रा 16) से विभाजित विस्थापन के रूप में अनुमान लगाया जाता है। इस अनुमान की निकटता, वास्तविकता के सही वेग पर निर्भर करता है कि कण का विस्थापन तथा समय अंतराल कितना सही है और फिर मापा जाता है। एक बहुत कम अंतराल के पता चलने में एक अनभिज्ञनीय विस्थापन होता है, जबकि तेजी से उतार-चढ़ाव वाले घटकों में बहुत लंबा अंतराल का औसतन होता है।
इस प्रकार, प्रवाह वेग के सही निरूपण के लिए, समय अंतराल प्रासंगिक प्रवाह समय पैमाने के क्रम का होना चाहिए। आमतौर पर, यह प्रवाह की सीमा के बीच का अनुपात है, जैसे टेलर मैक्रोस्केल और क्षेत्र में अधिकतम वेग। यह महत्वपूर्ण है कि "औसतन" समय निर्धारित होने के बाद, दर्ज किए गए चित्रों के द्वारा फ्लो स्केल को ठीक कर दिया जाता है और समय के अंतराल से अधिक समय के भीतर निहित जानकारी हमेशा के लिए खो जाती है।
1.1.दो घटक कण छवि वेलासिमेट्री
![Fig 3. Phase-averaged velocity field at zero degrees (From [3])](/sites/default/files/inline-images/Fig%203.%20Phase-averaged%20velocity%20field%20at%20zero%20degrees%20%28From%20%5B3%5D%29.png)
चित्र 3. चरण-औसत वेग क्षेत्र शून्य डिग्री पर ([3] से)
![Fig 2. Schematic of a typical 2D PIV setup (From [2])](/sites/default/files/inline-images/Fig%202.%20Schematic%20of%20a%20typical%202D%20PIV%20setup%20%28From%20%5B2%5D%29.png)
चित्र 2. एक ठेठ 2 डी पीआईवी सेटअप के योजनाबद्ध ([2] से)
प्रकाश स्रोत (आमतौर पर एक डबल-हेड पल्सड लेजर सिस्टम), और उनके द्वारा बिखरे हुए प्रकाश को डिजिटल इमेजिंग उपकरण द्वारा दो इमेज फ़्रेमों पर रिकॉर्ड किया जाता है। सहसंबंध तब छवि पर प्रत्येक "ग्रिड पाइंट" पर कणों का विस्थापन उत्पन्न करता है। चित्रा 2 में कार्टून की प्रक्रिया दिखाई गई है। दो आयामी पीआईवी (2DPIV) एक लेजर द्वारा प्रवाहित प्रवाह के 2डी वायुयान में तात्कालिक और औसत प्रवाह वाले क्षेत्रों पर अभिग्रहण करने में सक्षम बनाता है। प्राप्त किए गए वेग वेक्टर क्षेत्र का प्रयोग वर्टिसिअी क्षेत्रों की गणना के लिए भी किया जा सकता है। पीईवी को सबसोनिक और सुपरसोनिक प्रवाहों के अध्ययन में लागू किया गया है, साथ ही बहुत कम गति और जल प्रवाह पर प्रवाह होता है।
2डी पीआईवी का अनुप्रयोग या तो एक औसत आकार के रूप में हो सकता है या समय के निपटान के लिए किया जा सकता है (जिसमें फ़्रेमिंग प्रवाह के समय की तुलना तेज है) या फेस लॉक (यानी, आवधिक प्रवाह के विभिन्न चरणों के अभिग्रहण हेतु). चित्रा 3 में निम्न गति से एक वृत्तीय सिलेंडर के पीछे भंवर के बहाव के मध्य वायुयान में औसत वेग और वर्टिसिटी फ़ील्ड को दर्शाया है। फेस लॉकिंग के लिए ट्रिगर एक हॉट-वायर से संकेत के माध्यम से प्राप्त किया गया है और प्रवाह में सिलेंडर के पीछे रखा गया है। उल्टे प्रवाह को लाल वैक्टर द्वारा दर्शाया गया है। सिलेंडर के निचले पक्ष पर शेड वर्टेक्स की उपस्थिति और ऊपर होने वाला वेर्टेक्स वेग और वर्टिसिटी नक्षे में देखा जा सकता है। उल्टे प्रवाह क्षेत्र सहित वेग के क्षेत्र की जटिल प्रकृति को देखा जा सकता है, ऊपरी और निचली सतहों से बहाव की असममित प्रकृति को दर्शाता है।
हर सुविधा की विशेष आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विशेष अनुकूलन के साथ विकसित प्रमुख पवन सुरंगों में 2डी पीआईवी तकनीक को नियमित रूप से लागू किया जाता है।
1.1। तीन संघटक पार्टिकल इमेज वेलासिमेट्री
आउट-आफ-प्लेन मोशन (अर्थात त्रि-आयामी गति) जो लेजर शीट विमान से बाहर स्थानांतरित सीडींग पार्टिकल के द्रव प्रवाह के लिए अनुप्रयुक्त 2डीपीआईवी की एक गंभीर सीमा है। इस सीमा का कारण यह है कि आउट-आफ-प्लेन मोशन का परिणाम सहसंबंध क्षति है। हालांकि, तथ्य यह है कि गति से बाहर के अवयव संघटकों के कारण प्रभाव पड़ता है जिसके कारण माप की संभावना होती है। इस योजना में एक स्टीरियोस्कोपिक तकनीक होती है जो एक प्रवाह क्षेत्र के चयनित विमानों में तीन वेग संघटकों को मापने में सक्षम है। तकनीक पर्याप्त लचीला है और विशेष रूप से पवन सुरंग अनुप्रयोगों के उपयोग के लिए अनुकूलित है। इस विधि में, प्रवाह में निलंबित कणों की छवियों को स्टीरियोस्कोपिक सेट-अप के प्रयोग से रिकॉर्ड किया जाता है। "प्रवाह-विमान" के स्टीरियो-पेयर का दृश्य उच्च-रेसुलेशन इलेक्ट्रॉनिक इमेजर के माध्यम से डिजिटल रूप में प्राप्त किए जाते हैं। प्रत्येक स्टीरियो-पेयर व्यू को उच्च-रेसुलेशन सहसंबंध एल्गोरिथम प्रवेगित वेग नक्षे से त्रि-आयामी वेलासिटी फ़ील्ड के पुनर्निर्माण के लिए जोड़ रहे हैं। लेजर विमान के ऑफ-एक्सिस हेतु एक विशेष लेंस माउंट जिसे शिमप्लग माउंट (चित्रा 4) कहा जाता है, को संवेदक सरणी पर विमान के फोकस से बचने के लिए उपयोग किया जाता है।
चित्र 5 में एलिप्टिक नोजल के निकास विमान में तीन संघटक क्षेत्र को दर्शाया है।
चित्र 6 में प्रवाह भौतिकी के प्रवाह में स्टीरियो पीआईवी की क्षमताओं को दर्शाया है। यह चित्र एक सूक्ष्म वायवी यान पर तीन संघटक वेलासिटी क्षेत्र को दिखाया है।
वोर्टेक्स कोर के आइसो-सतहों को भी प्लॉट किया जाता है ताकि वोर्टेक्स के माध्यम से धारा का पता लगाया जा सके। प्रोपेलर बंद होने की स्थिति में, पोर्ट में सकारात्मक वेर्टिकल वेलासिटी संघटकों के उच्च परिमाण हो; स्टारबोर्ड क्षेत्र की तुलना में इनबोर्ड क्षेत्र में नेगेटिव वर्टिकल वेलासिटी संघटकों के निम्न परिमाण और सतह के निकट स्पर्शरेखा वेलासिटी संघटकों के निम्न परिमाण। प्रॉप-ऑन के दौरान, दोनों टैंजेन्शियल और वर्टिकल संघटकों को पंख के केंद्र के दोनों किनारों के बराबर और इनबोर्ड क्षेत्र में वृद्धि हुई नेगेटिव वर्टिकल वेलासिटी के परिमाण में समानता होती है जो विंग प्लानफ़ॉर्म की ओर प्रवाह लाती है और संलग्न प्रवाह का कारण बनता है।
संदर्भ:
- पीपी 95-113, 121 (1235), एयरोनॉटिकल जर्नल,2017) "इन्फ्लुएंस ऑफ प्रोपेलर स्लिपस्ट्रीम ऑन वोर्टेक्स फ्लो फील्ड ओवर ए टिपिकल माइक्रो एयर वेहिकल" ( एलवेंकटकृष्णन, एचंदन कुमार, सुधाकर एस)
- वेंकटकृष्णन एल (2003) एक्सिस-स्विचिंग एल्लिप्टिक जेट पर अवलोकन". सिम एड फ्लू मेक, जुलाई 24-25, 2003, बैंगलूरु, भारत
- वेंकटकृष्णन एल माधवन, के टी विश्वनाथ, पीआर (2006) फेस-एवरेजड 2डीपीआईवी मेशरमेंट ऑन ए सिलिंडर विथ फॉरवर्ड स्पिटर प्लेट। फ्लो कंट्रोल एंड डायग्नोस्टिकस पर बैठक। 19-22 फरवरी 2006, कूर्ग, भारत
- www.dantecdynamics.com
- एल लोरेन्को, ए क्रोथपल्ली और सी स्मिथ, पार्टिकल इमेज वेलासिमेट्री, 1989, "एडवान्सेस इन फ्लूइड मैकेनिक्स मेजरमेंट्स", सं: एम गाद-एल-हक, स्प्रिंगर-वेरलाग, पीपी.128-199.
