Language
Country/Area
No result found
التصوير الفوتوغرافي ثلاثي الأبعاد السحري: كيفية استخدام التصوير الفوتوغرافي المجسم لتحليل حقول التدفق ثلاثية الأبعاد؟
يعتمد مبدأ تشغيل 3D PTV على نظام متعدد الكاميرات تم تكوينه في وضع الاستريو ويقوم في نفس الوقت بتسجيل حركة متتبعات التدفق (أي الجزيئات المضيئة الصغيرة). لا يمكنه فقط التقاط السلوك اللحظي لحقل التدفق، بل يسمح أيضًا للباحثين بالحصول على كثافة البيانات، والتي تصل عادةً إلى عشرة أو أكثر من متجهات السرعة لكل سنتيمتر مكعب. تعد تقنيات التصوير المجسم والتتبع البصري الفعالة هي المفتاح لنجاح هذا النهج.3D PTV هي تقنية قياس السرعة في المجال الكامل القادرة على تحديد توزيع السرعة اللحظية والدوامة في بعدين أو ثلاثة أبعاد مكانية.
المبادئ الأساسية لـ 3D PTV
تستخدم هذه التقنية مزيجًا من اثنتين إلى أربع كاميرات رقمية لتسجيل التغيرات الضوئية لمتتبعات التيار بشكل متزامن. يتم إضاءة حقول التدفق بواسطة شعاع ليزر موازٍ، أو أي مصدر ضوء وامض عشوائيًا آخر، لتقليل وقت التعرض الفعال للأشياء المتحركة و"تجميد" موضعها في كل إطار. من أجل إجراء تحديد المواقع ثلاثي الأبعاد بدقة، على الرغم من أن هناك حاجة نظريًا إلى كاميرتين فقط، إلا أنه في التطبيقات الفعلية غالبًا ما يتم استخدام ثلاث إلى أربع كاميرات لزيادة دقة البيانات ومكاسب المسار عند دراسة مجال التدفق المضطرب الكامل.
حلول التلفزيون ثلاثي الأبعاد
تتوفر خيارات متعددة لـ 3D PTV اعتمادًا على التصميم والاحتياجات. تستخدم معظم الحلول تقنية 3 CCD أو 4 CCD، مما يوفر إمكانيات غنية لالتقاط البيانات. ومع تطور التكنولوجيا بشكل أكبر، ظهرت حلول لاستخدام الضوء الأبيض بدلاً من مصادر ضوء الليزر، وهو ما لا يقلل التكاليف فحسب، بل يقلل أيضاً من متطلبات الصحة والسلامة.
بدأ التطوير الأولي لطرق التصوير المقطعي ثلاثي الأبعاد كمشروع مشترك بين معهد الجيوديسيا والتصوير الفوتوغرامتري ومعهد الهيدروليكا في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ.
معالجة الصور في الوقت الفعلي هي أيضًا تقدم مهم في أنظمة PTV ثلاثية الأبعاد، مما يسمح للباحثين بمعالجة كميات كبيرة من البيانات بشكل أسرع وأكثر كفاءة. في اختبار مجال التدفق، تساعد قدرة الاستجابة الفورية هذه الباحثين على تعديل الظروف التجريبية في الوقت المناسب للحصول على نتائج قياس أكثر دقة.
نطاق التطبيق
اليوم، يمتد تطبيق 3D PTV إلى مجالات مختلفة مثل أبحاث الميكانيكا الإنشائية والطب والبيئة الصناعية. ويستخدم العديد من العلماء هذه التقنية لمراقبة كيفية تحرك الجسيمات في التدفقات المضطربة وتفاعلها مع السوائل المحيطة، وهو أمر بالغ الأهمية لتحسين التصميم الهندسي والبحث البيئي.
خاتمةباختصار، لا توفر تقنية قياس سرعة الجسيمات ثلاثية الأبعاد (3D PTV) قدرات تحليل حقل التدفق عالية الدقة فحسب، بل تفتح أيضًا اتجاهات جديدة لمجالات بحثية مختلفة في ميكانيكا الموائع. لقد ساهمت هذه التكنولوجيا في إثراء فهمنا لتقييم المخاطر وتحسين المنتج، ولكن كيف ستؤثر على أبحاثنا في ديناميكيات السوائل في المستقبل؟
