什么是粒子圖像測速技術(Particle Image Velocimetry)？

粒子圖像測速（PIV）是一種常用于可視化流體中粒子流動的方法。PIV通常用于研究或教育目的，允許科學家測量流體（如水）的速度和運動。粒子圖像速度測量有幾種方法，隨著新技術的發展，這項技術也在不斷改進。科學家用燒杯來觀察...

粒子圖像測速（PIV）是一種常用于可視化流體中粒子流動的方法。PIV通常用于研究或教育目的，允許科學家測量流體（如水）的速度和運動。粒子圖像速度測量有幾種方法，隨著新技術的發展，這項技術也在不斷改進。科學家用燒杯來觀察流體的運動，一種叫做"示蹤劑"的非常小的顆粒被引入到流體中，由于它們的尺寸很小，這些示蹤粒子的行為方式與所研究的流體幾乎相同。PIV中使用的示蹤劑可以被科學家照亮，這使得它們很容易被看見。粒子圖像測速技術通常使用計算機軟件來記錄和增強可見示蹤劑。可以使用幾種不同的示蹤粒子；小玻璃珠、鋁片和油滴是三種常用的材料，它們能很好地反射光線，提高流體的可見度。光反射可以用肉眼觀察，或者被照相機捕捉到進行分析。雖然任何光源都可以滿足PIV的要求，但通常在精度很重要的情況下使用激光。當PIV首次開發時，膠片攝影是記錄粒子運動的主要方法，雖然廉價數碼相機的發明使模擬方法過時了。高分辨率的數字粒子圖像現在已司空見慣。一些計算機程序能夠自動識別和跟蹤PIV圖像中的每個示蹤物，標準粒子圖像測速技術記錄了流體在二維的運動，PIV的一些變化增強了這種能力，使三維可視化成為可能這種方法使用兩個攝像機而不是一個攝像機，通常被稱為立體PIV。利用特殊的計算機軟件，將這兩個攝像機的視點組合起來，形成一個新的視角。粒子圖像測速技術有許多應用，它被廣泛應用于航空航天工程領域，并使科學家能夠觀察飛機機翼或其他控制面上的氣流。PIV也用于醫療保健領域。研究體內流體運動有助于醫生可視化血液循環，并開發新的醫療植入物。此外，生物學家有時也使用粒子圖像測速技術來研究魚類或其他海洋生物的游動。

發表于 2020-09-18 07:04
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分類：科學教育

什么是粒子圖像測速技術(Particle Image Velocimetry)？

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