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FlowMaster 4D-PTV / Shake-the-Box

Shake-the-Box ist Stand der Technik für zeitaufgelöstes 3D Partikel Tracking mit höchster Genauigkeit auch bei hohen Partikeldichten. Verglichen mit der Voxel-basierten Tomo-PIV Methode ist Shake-the-Box ein reines Partikel Tracking Verfahren, das eine iterative Rekonstruktion einzelner Partikel mit einem zeitbasierten 4D-PTV Algorithmus verknüpft. Für zeitaufgelöste Messungen erreicht Shake-the-Box eine größere Genauigkeit bei der Rekonstruktion mit schnelleren Algorithmen verglichen mit der zeitaufgelösten Tomo-PIV Technik.
Neben unterschiedlichen DaVis Software Paketen können Shake-the-Box sowie zeitaufgelöste Tomo-PIV Messungen mit dem selben FlowMaster System durchgeführt werden.

FlowMaster Shake-the-Box
Systemeigenschaften
  • Zeitaufgelöstes 3D-PTV für die 4D Analyse bei hoher Auflösung
  • Ausgezeichneter Partikel Rekonstruktions- und Tracking Algorithmus (4th International PIV Challenge, Lissabon)
  • Unübertroffene Rekonstruktionsgenauigkeit der Partikelspuren (Tracks)
  • Sehr schnelle Berechnungszeit
  • Gleiches FlowMaster System für zeitaufgelöste Tomo-PIV und Shake-the-Box Messungen
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MiniShaker: Kompakte 3D-Kamera für volumetrische Strömungsmessung

Der MiniShaker ist ein ausgerichtetes Multisensorsystem in einem kompakten Gehäuse für schnelle und einfache volumetrische Strömungsmessung. Aufgrund seiner Integration in die Software DaVis sind Shake-the-Box- und Tomographische PIV-Messungen direkt zugänglich. USB-3-Schnittstellen werden sowohl zur Datenübertragung als auch zur Spannungsversorgung genutzt, was die Inbetriebnahme und die Nutzung des Systems erheblich vereinfachen.

Der MiniShaker ist in drei Modellen und mit einer breiten Auswahl an Objektiven erhältlich. So lässt sich das System an unterschiedlichste Messaufgaben anpassen. Zusammen mit dem LED-Flashlight von LaVision ist der MiniShaker ideal für die Vermessung von Wasserströmungen geeignet. Wird der MiniShaker auf einem Roboterarm montiert und werden Helium-gefüllten Seifenblasen als Streupartikel eingesetzt, eignet sich der MiniShaker hervorragend für großvolumige Windkanalmessungen bei niedrigen oder mittleren Geschwindigkeiten und für Konvektionsströmungen.

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Zeitaufgelöstes 3D Strömungsfeld in Luft mit Helium Blasen berechnet mit Shake-the-Box courtesy DLR Goettingen

Großvolumige PIV/PTV Messungen in Luft

Ein Impfen (Seeden) der Luft mit µm großen Partikeln ist nicht geeignet für großvolumige PIV/PTV Messungen auf Grund der geringen Streulichtintensität der kleinen Partikel. Helium gefüllte Seifenblasen mit einem Durchmesser von 0.3 cm und einer Ansprechzeit von kleiner als 15 µs streuen 10000x mehr Licht verglichen mit den Standard µm-Partikeln. Die typische Lebensdauer dieser Blasen beträgt einige Minuten.
LaVisions Helium Filled Soap Bubble (HFSB) Generator hat eine Produktionsrate von 40000 Blasen pro Sekunde und Düse, wobei bis zu 60 Düsen parallel betrieben werden können. Auf Grund der starken Lichtstreuung der Blasen können zur Ausleuchtung großer Messvolumen kostengünstige LEDs an Stelle von Lasern eingesetzt werden.

Zeitaufgelöste 3D Strömungsfeldmessung im Windkanal für aerodynamische Tests

Zeitaufgelöste 3-dimensionale Strömungsfelder im Nachlauf eines Serien-PKWs wurden erfolgreich im großen Aerodynamik-Windkanal von Volkswagen aufgenommen. Das Messvolumen am Heck des Autos hatte eine Größe von 2 x 1.6 x 0.2 m3. Die Anströmung wurde mit 0.3 mm großen Helium Blasen geimpft, wobei mit 60 Düsen mehr als 2 Millionen Blasen pro Sekunde erzeugt wurden.

Ein 1450 Hz Pulslaser beleuchtete die Strömungspartikel, die von vier Hochgeschwindigkeitskameras bei Anströmgeschwindigkeiten von 60 km/h bzw. 120 km/h aufgenommen wurden. LaVisions leistungsstarkes 4D-PTV Verfahren „Shake-the-Box“ berechnete die großskaligen Geschwindigkeits- bzw. Beschleunigungsfelder mit hoher räumlicher Auflösung.