Dietmar Wierzimok

Particle Tracking in Space Time Sequences

A particle tracking technique at high particle concentration for the evaluation of flow fields beneath water waves is described. A 1–4 cm thick light sheet parallel to the main wave propagation direction was used to illuminate small polystyrol seeding particles. The depth of the light sheet was chosen such that the particles stay long enough in the illuminated area to enable tracking. An area of up to 14.0×10.0 cm2 is observed by a CCD camera. An automatic tracking algorithm is described to 800 particles/image, yielding both Lagrangian and Eulerian vector field. Test measurements show that the standard deviation for the velocity estimation is below 3%.

Dreidimensionale Messung turbulenter Ströung mit Bildverarbeitung

Es wird eine Methode zur dreidimensionalen Stromungsmessung beschrieben, die auf der Bearbeitung von Bildsequenzen basiert. Nach Einbringen eines Tracers in das stromende Medium und geeigneter Beleuchtung werden mit Stereokameras Bildsequenzen aufgezeichnet. Um dreidimensionale Informationen zu erhalten mus das Stereokorrespondenzproblem gelost werden. Dies ist fur Einzelbilder bei groseren Tracerdichten nicht durchfuhrbar, da keine Merkmale zur Unterscheidung einzelner Tracerpartikel existieren. Aus diesem Grund werden Bildsequenzen bearbeitet, so das die Stereokorrespondenz fUr Spuren, nicht fUr einzelne Partikel zu losen ist. Durch die Einfuhrung von geeigneten Korrespondenzmerkmalen kann die Anzahl durchzufuhrender Operationen, die bei n Spuren i.a. n-Fakultat betragt, auf ∼ n reduziert werden.

Tracking in Strömungsbildfolgen

Es wird ein zweidimensionales Tracking Verfahren zur Bestimmung der Lagrangeschen Geschwindigkeiten und Bahnkurven von Stromungspartikeln in Wasser vorgestellt. Bei der Korrespondenzanalyse wird eine modellgestutzte Methode mit einem schnellen bildpaarorientierten Algorithmus kombiniert, der die Koinzidenz der Integrationsdauern zweier Halbbilder nutzt. Der Grad der Grauwerterhaltung zweier aufeinanderfolgender Teilchenspuren wird als ein Konsdenzmas bzw. Abbruchkriterium verwendet. Untersucht wurde die Stromung in Wind-Wasserwellen anhand von Videosequenzen, die in zwei verschiedenen Wind-Wasserkanalen aufgenommen worden sind.

Bildfolgenanalyse dreidimensionaler turbulenter Strömungen

Hier werden Untersuchungen zur Visualisierung und Rekonstruktion des turbulenten Stromungsvektorfeldes nahe einer wellenbewegten Wasseroberflache vorgestellt. Anemometrische Messungen dieser Art konnen bisher nur mit vergleichsweise aufwendigen, der Wellenbewegung nachgefuhrten Stromungssonden durchgefuhrt werden, die zudem nur eine punktuelle, schwer zu interpretierende Geschwindigkeitsinformation liefern und im Gegensatz zur Kameraaufnahme nicht beruhrungsfrei arbeiten.