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現場でのリアルタイム処理のブレークスルー：3D PTVは、どのようにして流体測定の精度を大幅に改善できますか？
粒子追跡速度計量（PTV）は、流体力学の分野で重要な方法です。この技術は、流体内の移動オブジェクトの速度と軌道、特に流体の流れに吊り下げられた中性浮力粒子を正確に測定できます。粒子画像速度計測（PIV）とは対照的に、PTVはラグランジアン法を採用します。これは、固定観測点で流体速度を記録するのではなく、個々の粒子の動きを直接追跡します。
"3D PTVを使用すると、3次元の方法でフロー特性をキャプチャできます。これは、乱流流れの複雑さを分析する際に比類のない利点があります。」
3D PTV
の高度な技術PTVテクノロジーでは、3D PTVはもともと、ユニークな実験技術として完全に乱流の流れを研究するために使用されます。今日、この技術は、構造力学の研究、医学、産業用途など、多くの分野で広く使用されています。この方法は、マルチカメラシステムの3次元構成に依存しており、3次元照明技術を使用してフロー追跡粒子の動きを記録します。
このテクノロジーを通じて、流体要素の軌跡のリアルタイムの3次元速度ベクトルを取得でき、データ密度はいつでも立方センチメートルあたり10速度ベクトルを超えることができます。このテクノロジーのコアは、ステレオイメージングと同期記録であり、測定の精度と安定性を効果的に改善できます。
"3D PTVは測定精度を向上させるだけでなく、流体のダイナミクスを理解するための新しい視点も提供します。」
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3D PTV
の組成原理典型的な3D PTV実装は、通常、特定の角度で構成された2〜4個のデジタルカメラで構成され、フロー追跡粒子反射または蛍光光を同期して記録します。流体は、通常、カメラのフレームレートと同期してちらつき、光学ターゲットを移動する効果的な露出時間を短縮し、各フレームで変位を「フリーズ」するために、レーザービームまたはその他の光源によって照らされています。この方法では、光源がコヒーレントまたは単色である必要はありません。観察されたボリュームの透明なイメージングに照明強度が十分であることを確認してください。
追跡粒子は蛍光、回折、および複数のフレーム番号とカメラを通じて位置決めの精度を最大化できます。空間内の粒子の3つの座標を決定するには2つのカメラのみが必要ですが、特に完全に乱流の流れの研究において、3次元の位置決めの精度を大幅に改善するために、多くの実用的な状況で3〜4つのカメラが使用されます。
"流体のダイナミクスでは、正確なデータが重要であり、3D PTVは前例のないデータ密度と精度を提供します。」
3D PTV
のリアルタイム処理ソリューション白い照明を使用してボリュームを観察すると、レーザーベースの照明ソリューションと比較して、コストと健康と安全の要件が大幅に削減されます。この技術の最初の開発は、地理的および写真測量研究所とETHチューリッヒ研究所の共同プロジェクトでした。現在、テクノロジーの進歩により、特にリアルタイムの画像処理のためにカメラでFPGAチップを使用することで、リアルタイムの画像処理方法がますます成熟しています。
テクノロジーの将来の見通し
コンピューターテクノロジーの進歩と画像処理アルゴリズムの開発により、3D PTVは将来より高い精度と処理速度を高める可能性があります。これにより、液体力学の研究レベルが改善されるだけでなく、医療イメージングや構造分析などの他のアプリケーション分野のブレークスルーにつながる可能性があります。
流体測定の世界では、3D PTVの出現は間違いなく新しい可能性を生み出した技術革命です。しかし、私たちはこのテクノロジーが日常生活に与える影響を完全に認識していますか？
