Dergiler / Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi / 2017 / Cilt: 37 - Sayı: 2 (40. Yıl Özel Baskı)

PARÇACIK GÖRÜNTÜLEMELİ HIZ ÖLÇME TEKNİĞİ İÇİN DİNAMİK MASKELEME TEKNİKLERİ

DYNAMIC MASKING TECHNIQUES FOR PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY

Sayfa
61–74
Yayın Tarihi
2022-10-18
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuçta hem imaj hem de vektör maskelemesinin kullanılmasının daha uygun olduğu ortaya çıkmıştır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Cisimlere ve yüzeylere Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PIV) imajlarında sıkça rastlanır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bunlar maskelenmediği sürece, çapraz korelasyon fonksiyonunu etkiler ve PIV analizi sonucu elde edilen hız vektörlerinde faz sınırına yakın yerlerde hatalı sonuçlar oluşturur.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuçta hem imaj hem de vektör maskelemesinin kullanılmasının daha uygun olduğu ortaya çıkmıştır.
🔬Tür:Literatür & Derleme Çalışması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Alan Parametreleri

Özet

Cisimlere ve yüzeylere Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçümü (PIV) imajlarında sıkça rastlanır. Bunlar maskelenmediği sürece, çapraz korelasyon fonksiyonunu etkiler ve PIV analizi sonucu elde edilen hız vektörlerinde faz sınırına yakın yerlerde hatalı sonuçlar oluşturur. Cisimlerin dijital ortamda maskelenmesi, özellikle hareketli cisimlerin dinamik maske kullanılarak imajlardan çıkarılması hesap zincirinin bir parçası olarak literatürde pek çok kez yayınlanmıştır. Bu yazının bir amacı dinamik maskelemede ulaşılan kilometre taşlarının geniş bir uygulama yelpazesini de kapsayan bir özetini vermektir. Bir diğer amaç ise dinamik imaj ve vektör maskelemenin farklarını göstermektir. En son olarak, iki ayrı dinamik maskeleme örneği ayrıntılı olarak anlatılmakta ve karşılaştırılmaktadır. Kullanılan örnekler küçük kanallarda yüzen mikroorganizmalardan seçilmiştir. İlk örnekte histogram eşikleme ile dinamik maskeleme ve ikincide ise yeni bir teknik olan, özellik takibi ile dinamik maskeleme kullanılmıştır. Sonuçta, histogram eşikleme ile maskelemenin yüzme yönü ve şekli rastgele değişen yüzücülerde; özellik takibi ile maskelemenin ise şekli ve yönü pek değişmeyen yüzücülerde daha iyi sonuçlar verdiği ortaya çıkmaktadır. Dinamik maskelemenin yararını göstermek için maskeleme yapılmadan elde edilmiş PIV sonuçları, sadece imaj maskelemesi yapılarak elde edilmiş PIV sonuçları ve hem imaj hem de vektör maskelemesi yapılarak elde edilmiş PIV sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonuçta hem imaj hem de vektör maskelemesinin kullanılmasının daha uygun olduğu ortaya çıkmıştır.

Abstract

Abstract: Objects and surfaces often appear in Particle Image Velocimetry (PIV) images. Unless masked, thefeatures on these contribute to the cross correlation function and introduce an error in the vectors as a result of thePIV analysis in the vicinity of the phase boundary. Digital masking of objects has appeared numerous times in theliterature as part of the analysis chain, with a growing focus on isolating moving features using dynamic masks. Oneaim of this article is to provide a summary of milestones achieved in dynamic masking covering a wide range ofapplications. Another aim is to show the difference between image masking and vector masking. Finally, twodifferent dynamic masking examples are described in detail and compared. The examples used are selected fromswimming microorganisms in small channels. In the first example, a histogram thresholding-based dynamic maskingis used, while, in the second example, a novel technique employing a feature tracking-based dynamic masking isused. Results show that histogram thresholding-based masking provides better results for swimmers which randomlychange shape and direction; whereas, feature tracking-based masking provides better results for swimmers which donot change shape or direction significantly. In order to show the improvement due to dynamic masking, acomparison is made between PIV results a) with no masking, b) with just image masking and c) with both image andvector masking. Results show that the best approach is to use both image and vector masking.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ERGİN, F. G. (2022). PARÇACIK GÖRÜNTÜLEMELİ HIZ ÖLÇME TEKNİĞİ İÇİN DİNAMİK MASKELEME TEKNİKLERİ. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt: 37 - Sayı: 2 (40. Yıl Özel Baskı), 61–74. https://ajindex.com/articles/542504

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (12)

  1. Wosnik, M., and Arndt, R. E. A., (2013), "Measurements in High Void-Fraction Bubbly Wakes Created by Ventilated Supercavitation," ASME J. Fluids Eng. 135(1), pp. 011304-011304-9
  2. Westerweel, J. and & Scarano, F. (2005). Universal outlier detection for PIV data. Experiments in Fluids, 39(6), 1096-1100.
  3. Wadhwa N, Andersen A and Kiørboe T “Hydrodynamics and energetics of jumping copepod nauplii and copepodids” J. Exp. Biol. (2014) 217, pp.3085-3094 Sveen JK and Dalziel SB “A dynamic masking technique for combined measurements of PIV and synthetic schlieren applied to internal gravity waves” Measurement Science and Technology, (2005) 16, 1954-1960
  4. Stevens EJ, Bray KNC and Lecordier B “Velocity and scalar statistics for premixed turbulent stagnation flames using PIV” Proc. 27th International Symposium on Combustion (1998) pp. 949-955.
  5. Seol DG and Socolofsky SA (2008) Vector postprocessing algorithm for phase discrimination of twophase PIV. Exp Fluids 45:223 Sanchis A and Jensen A “Dynamic masking of PIV images using the Radon transform in free surface flows” Exp in Fluids 2011 51(4) 871-880
  6. Lindken R and Merzkirch W (2002) A novel PIV technique for measurements in multiphase flows and its application to two-phase bubbly flows. Exp Fluids 33, 814-825
  7. Lindken R and Merzkirch W (2000) Velocity measurements of liquid and gaseous phase for a system of bubbles rising in water. Exp Fluids 29, 194-201 Honkanen M and Saarenrinne P “Multiphase PIV method with digital object separation methods” 5th International Symposium on PIV, Busan Korea, Sept 2003
  8. Hammad KJ. “Liquid jet impingement on a free liquid surface: PIV study of the turbulent bubbly two-phase flow.” In: ASME 2010 3rd Joint US-European Fluids Engineering Summer Meeting collocated with 8th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels. American Society of Mechanical Engineers, 2010. p. 2877-2885.
  9. Gui L and Merzkirch W (1996) Phase-separation of PIV measurements in two-phase flow by applying a digital mask technique. ERCOFTAC Bulletin 30: 45-48
  10. Fritz HM, Hager WH and Minor HE ”Landslide generated impulse waves. 1. Instantaneous flow fields” Exp Fluids 35 (2003) 505-519
  11. Ergin FG, Watz BB, Erglis K and Cebers A “Timeresolved velocity measurements in a magnetic micromixer” Exp. Therm. Flu. Sci. (2015b) 67, pp. 6-13
  12. Ergin FG, Watz BB and Wadhwa N “Pixel-accurate dynamic masking and flow measurements around small breaststroke-swimmers using long-distance MicroPIV” Proc. 11th Int. Symp. on P