Frank Hering

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%.

Segmentierung von Partikelbildern in der Strömungsvisualisierung

Eine der Hauptschwierigkeiten in der Stromungsvisualisierung besteht in der Segmentierung von Teilchenbildern, wie sie fur die Particle-Tracking-Velocimetrie benotigt werden. In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, das Tracerteilchen anhand der Lokalen Orientierung identifiziert und anschliesend mittels eines Fits an eine Modellfunktion deren Position und Bewegungsrichtung genau bestimmt. Damit ist es moglich, selbst Teilchen mit hoher Geschwindigkeiten, die in den Bildern als Streifen visualisiert werden, zuverlassig zu segmentieren.

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.