PIV(Particle Image Velocimetry)は、流体の可視化の一手法で、いわゆる飛行時間（ Time of Flight : TOF ）測定技術の1つです。レーザーシート光によって照射された、空間平面内の速度分布を測定するための画像技術で、様々な流体力学的研究において広く使用されています。
PIVの原理
PIVの技術は、一定の範囲の気体/液体に対して用いることが可能です。流体は、一般的に流れに対して忠実に動くと想定される粒子を散布し、その粒子の動きを基に速度情報を計算します。測定対象となる一定の空間上に存在する粒子に対し、薄くシート状に収束したレーザーを照射します。極めて短い時間の間に2回レーザーを照射し、ハイスピードカメラなどでレーザーの照射と同時に撮影することで連続する2枚の粒子画像を撮影します。この時のダブルパルスレーザーとダブルシャッターカメラは、非常に短い時間間隔で、100μs未満となるような動機設定がなされます。
フレームストラドリング
このときの、極短時間内で2枚の画像を取得するための技術を、フレームストラドリング(Frame straddling)といいます。
フレームストラドリングについての詳しい情報はこちらをご覧ください。
移動量と速度の評価
このプロセスを経て画像が正確に得られた画像を基にPIV解析を実施します。解析する画像は、解析窓(Interrogation Window)と呼ばれる32pix × 32pix に分割されます。2つの画像それぞれに同じ解析窓に対して相互相関を適応し、相関面を得ることで解析を進めます。
各種解析アルゴリズムについての詳しい情報は、こちらをご覧ください。
データフォーマット
2D2C (2 Dimensions 2 Components) |
2D3C (2 Dimensions 3 Components) |
上記は、同じフローで得られた2Dと3Dの計測結果です。(100mm×100mm角のノズルから自由噴流)
2D-PIVデータ上の破線は、ステレオ3D-PIVの測定平面に対応しています。
※PIVの原理については、以下のページにくわしく取りまとめましたので、こちらも合わせてご参照ください。
PIVの原理と解析アルゴリズム
