PIVとは「Particle Image Velocimetry」の略で、粒子画像流速測定法と呼ばれます。気体や液体など通常、目で視る事ができない流体の速度を測定する手法です。具体的には、ある短い時間間隔で連続撮影した2枚の画像(2時刻分の画像)を比較することにより、流れの速度を測定しています。そのため、流れの向きを測定することも可能です。
PIVを行うためのシステムは、カメラなどの撮影装置、レーザ、ストロボなど照明装置、目で視る事ができない流体を可視化するためのトレーサ粒子、撮影タイミングと照明装置の発光を同期させるための同期装置、
そして撮影した画像を記録し、解析するためのコンピュータなどの装置から構成されています。
FtrPIVシリーズ(流速計測システム)は、流れを可視化、定量化を行うために最適なシステムをご提供し、
流体計測ソリューションを包括的に支援いたします。
2成分PIVは、シート光(厚さ1mm程度のシート状にしたレーザ光)で照射された流れ場のシート光面内の速度2成分を計測する流速計測手法です。流れ場の速度情報を一挙に測定できるため、複雑流動場の流速計測に威力を発揮します。
流れ場に注入された多数のトレーサ粒子を短い時間間隔で2回発光するダブルパルス照明で撮影します。得られた粒子画像フレームに格子点を定義し、さらに各格子点を中心とする小さな検査窓を定義します。個々の検査窓の中の粒子像群の粒子像群の移動距離から流速を計測します。そのため、画像相関法が利用されます。得られる流速ベクトルは格子状に配列しており、数値解析結果との比較が容易です。
ステレオPIVは、シート光で照射された流れ場の速度3 成分を計測する流速計測手法です。
2成分PIVがシート光面内の速度2成分を計測するのに対して、ステレオPIVではシート光に直交する奥行き方向の第3速度成分を計測します。ベクトル量である速度情報のすべてを計測できる流速計測手法で、2台のカメラをステレオ配置することが特徴です。そのため、カメラの位置関係と光学的条件を決定するためのカメラ校正が必要となり、実際の計測において高度な準備とスキルが要求されます。
一般的なPIV計測(実験)に必要な機材を下記のページで紹介しています。
FtrPIV Q&A > 3. ハードウェア > 1.PIVシステムの構成
デルタ翼モデルを小型風洞に迎角30度で設置し、その後流をステレオPIVで計測しました。
デルタ翼のPIV測定風景
デルタ翼の測定結果