Kas ir daļiņu attēla ātruma mērīšana?

Lai vizualizētu šķidruma kustību, plūsmā tiek ievadītas ļoti mazas daļiņas, ko sauc par “marķieriem”. Mazā izmēra dēļ šīs marķiera daļiņas uzvedas tādā veidā, kas ir gandrīz identisks pētāmajam šķidrumam. PIV izmantotos marķierus zinātnieks var izgaismot, kas padara tos viegli pamanāmus. Daļiņu attēla ātruma noteikšanai bieži tiek izmantota datora programmatūra, lai reģistrētu un uzlabotu redzamos marķierus.

Var izmantot dažas dažādas marķiera daļiņas; mazas stikla pērlītes, alumīnija pārslas un eļļas pilieni ir trīs izplatīti materiāli, ko var izmantot šim nolūkam. Šie marķieri ļoti labi atstaro gaismu un palielina šķidruma redzamību. Gaismas atstarojumus var pētīt ar neapbruņotu aci vai tvert ar kameru analīzei. Lai gan PIV var pietikt ar jebkuru gaismas avotu, lāzeru parasti izmanto, ja ir svarīga precizitāte.

Filmu fotografēšana bija galvenā daļiņu kustību reģistrēšanas metode, kad pirmo reizi tika izstrādāts PIV, lai gan lētu digitālo kameru izgudrojums ir padarījis analogo pieeju novecojušu. Augstas izšķirtspējas digitālo daļiņu attēli tagad ir ierasti. Dažas datorprogrammas spēj automātiski atpazīt un izsekot katru marķieri PIV attēlā un nodrošināt reāllaika datus par šķidruma kustību.

Standarta daļiņu attēla ātruma mērīšana reģistrē šķidruma kustību divās dimensijās. Dažas PIV variācijas uzlabo šo iespēju un nodrošina trīsdimensiju vizualizāciju. Šī pieeja izmanto divas kameras, nevis vienu, un to bieži sauc par stereoskopisku PIV. Izmantojot īpašu datoru programmatūru, šo divu kameru skata punkti tiek apvienoti, lai izveidotu jaunu skatu punktu.

Daļiņu attēla ātruma noteikšanai ir daudz pielietojumu. To parasti izmanto aviācijas un kosmosa inženierijas jomā, un tas ļauj zinātniekiem redzēt gaisa plūsmu virs lidmašīnas spārna vai citas vadības virsmas. PIV izmanto arī veselības aprūpes sabiedrībā. Šķidruma kustības pētījums organismā palīdz ārstiem vizualizēt asinsriti un izstrādāt jaunus medicīniskos implantus. Turklāt biologi dažreiz izmanto arī daļiņu attēla ātruma mērījumus, lai pētītu zivju vai citu jūras radību peldēšanas kustību.