Direct measurement of vorticity using tracer particles with internal markers

涡度 旋转(数学) 物理 光学 湍流 校准 粒子跟踪测速 粒子图像测速 数字全息术 测速 流量测量 全息术 机械 涡流 几何学 数学 量子力学
作者
Jiaqi Li,Lei Feng,Chinmayee Panigrahi,Jiarong Hong
出处
期刊:Experiments in Fluids [Springer Nature]
卷期号:63 (10)
标识
DOI:10.1007/s00348-022-03510-w
摘要

Current experiment techniques for vorticity measurement suffer from limited spatial and temporal resolution to resolve the small-scale eddy dynamics in turbulence. In this study, we develop a new method for direct vorticity measurement in fluid flows based on digital inline holography (DIH). The DIH system utilizes a collimated laser beam to illuminate the tracers with internal markers and a digital sensor to record the generated holograms. The tracers made of the polydimethylsiloxane prepolymer mixed with internal markers are fabricated using a standard microfluidic droplet generator. A rotation measurement algorithm is developed based on the 3D location reconstruction and tracking of the internal markers and is assessed through synthetic holograms to identify the optimal parameter settings and measurement range (e.g., rotation rate from 0.3 to 0.7 rad/frame under numerical aperture of imaging of 0.25). Our proposed method based on DIH is evaluated by a calibration experiment of single tracer rotation, which yields the same optimal measurement range. Using von Kármán swirling flow setup, we further demonstrate the capability of the approach to simultaneously measure the Lagrangian rotation and translation of multiple tracers. Our method can measure vorticity in a small region on the order of 100 µm or less and can be potentially used to quantify the Kolmogorov-scale vorticity field in turbulent flows.Graphical abstract
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Jasper应助不混不摆烂采纳,获得10
2秒前
2秒前
赘婿应助reece采纳,获得10
3秒前
奥利安费发布了新的文献求助30
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
CodeCraft应助pp采纳,获得10
8秒前
8秒前
毒never完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
Gump完成签到 ,获得积分10
10秒前
CodeCraft应助wodetaiyangLLL采纳,获得10
10秒前
zby完成签到,获得积分10
11秒前
ordin发布了新的文献求助10
11秒前
阿烨完成签到,获得积分10
11秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
11秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
12秒前
reece完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
搜集达人应助Noah采纳,获得10
15秒前
互助遵法尚德应助Noah采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
17秒前
=.=发布了新的文献求助10
17秒前
大个应助QYW采纳,获得10
17秒前
科研小废物完成签到,获得积分10
19秒前
颠覆乾坤发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
lwzx发布了新的文献求助10
20秒前
lwzx发布了新的文献求助10
20秒前
阿尔弗雷德完成签到 ,获得积分10
20秒前
高分求助中
The three stars each : the Astrolabes and related texts 1070
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
少脉山油柑叶的化学成分研究 530
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2405486
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2103696
关于积分的说明 5309706
捐赠科研通 1831232
什么是DOI,文献DOI怎么找? 912415
版权声明 560646
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 487794