scholarly journals Highly-resolved three-dimensional velocity measurements via dual-plane stereo particle image velocimetry (DSPIV) in turbulent flows

2002 ◽  
Author(s):  
J. Mullin ◽  
W. Dahm
Keyword(s):  
Particle Image Velocimetry ◽  
Turbulent Flows ◽  
Particle Image ◽  
Three Dimensional ◽  
Velocity Measurements ◽  
Dual Plane ◽  
Image Velocimetry ◽  
Stereo Particle Image Velocimetry

Scaled Room Three-Dimensional Velocity Measurements Using Particle Image Velocimetry

2002 ◽  
Author(s):  
Steven P. O’Halloran ◽  
B. Terry Beck ◽  
Mohammad H. Hosni ◽  
Thomas P. Gielda
Keyword(s):  
Particle Image Velocimetry ◽  
Kinetic Energy ◽  
Turbulent Kinetic Energy ◽  
Particle Image ◽  
Three Dimensional ◽  
Stereoscopic Particle Image Velocimetry ◽  
Measurement Information ◽  
Velocity Measurements ◽  
Image Velocimetry ◽  
Equipment Configuration

A stereoscopic particle image velocimetry (PIV) system was used to measure flow within a one-tenth-scale room. The dimensions of the scaled room were 732 × 488 × 274 mm (28.8 × 19.2 × 10.8 in.). The measurements were made under isothermal conditions and water was used as the fluid instead of air. Six equally spaced vertical planes along the length of the room were captured and symmetry was utilized so that measurements were only made on one side of the room. A sample size of 50 pairs of PIV images were collected and averaged to determine average velocity. Turbulent kinetic energy was also calculated from the collected data. The equipment configuration, measurement information and the velocity and turbulent kinetic energy results are presented in this paper. The measurements provide detailed three dimensional velocity profiles that could be used to validate numerical simulations.

scholarly journals Experimental and computational study of three-dimensional separation and its control using passive vortex generators

2013 ◽  
Author(s):  
Μαρίνος Μανωλέσος
Keyword(s):  
Particle Image Velocimetry ◽  
Particle Image ◽  
Computational Study ◽  
Three Dimensional ◽  
Vortex Generators ◽  
Image Velocimetry ◽  
Stereo Particle Image Velocimetry ◽  
Stall Cells

Η συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή ασχολείται με την τρισδιάστατη αποκόλληση σε αεροτομές και συγκεκριμένα με την αποκόλληση όπου εμφανίζονται κυψέλες ανακυκλοφορίας (Stall Cells). Μελετάται τόσο η φύση της αποκόλλησης όσο και η δυνατότητα ελέγχου αυτής με παθητικές γεννήτριες στροβιλότητας (passive Vortex Generators).Το πρόβλημα προσεγγίστηκε τόσο πειραματικά όσο και υπολογιστικά. Στην αεροσήραγγα του ΕΜΠ εκτελέστηκαν πειράματα οπτικοποίησης της ροής, μετρήσεις πιέσεων και μετρήσεις Stereo Particle Image Velocimetry (SPIV). Υπολογιστικά, χρησιμοποιήθηκε ο κώδικας MaPFlow, ένας επιλυτής των μη μόνιμων εξισώσεων Reynolds Averaged Navier-Stokes.Ο ασταθής χαρακτήρας των Stall Cells επιβεβαιώθηκε μέσω πειραμάτων με νημάτια (tufts) και βρέθηκε ότι η εγγενής αστάθεια των δομών αυτών μπορεί να κατασταλεί με χρήση αρκετά μεγάλων μόνιμων διαταραχών κατά το εκπέτασμα της πτέρυγας. Τα υπολογιστικά αποτελέσματα αποκάλυψαν μία σύνθετη δομή στροβίλων στο εσωτερικό των Stall Cells, μία δομή η οποία επιβεβαιώθηκε από τις πειραματικές μετρήσεις. Ένα Stall Cell αποτελείται από στροβίλους τριών διαφορετικών τύπων: Τους Stall Cell στροβίλους που αρχικά ξεκινούν κάθετα από την επιφάνεια της πτέρυγας στην περιοχή ανακυκλοφορίας και στη συνέχεια εκτείνονται στον ομόρρου, παράλληλα με την ελεύθερη ροή. Τον στρόβιλο της γραμμής αποκόλλησης που εκτείνεται παράλληλα με το εκπέτασμα της πτέρυγας. Τον στρόβιλο της ακμής εκφυγής που επίσης εκτείνεται παράλληλα με το εκπέτασμα της πτέρυγας, αλλά έχει περιστροφή από τον στρόβιλο της γραμμής αποκόλλησης.Η μελέτη των χαρακτηριστικών της τύρβης της ροής δείχνει πως η ροή στο εσωτερικό ενός Stall Cell είναι έντονα ανισότροπη. Το γεγονός πως τα υπολογιστικά αποτελέσματα προβλέπουν τη ροή ποιοτικά σωστά, παρ' όλο που αδυνατούν να προλέξουν ορθά τις λεπτομέρειες της τύρβης, αποδίδεται στο γεγονός ότι το ισότροπο μοντέλο τύρβης που χρησιμοποιήθηκε δίνει ποιοτικά σωστά τις διατμητικές τάσεις. Τέλος, ένας μηχανισμός δημιουργίας των Stall Cells προτείνεται βασισμένος στην συνολική έρευνα.Σχετικά με τον έλεγχο της τρισδιάστατης αποκόλλησης βρέθηκε ότι αύτη μπορεί να κατασταλεί με χρήση τριγωνικών passive Vortex Generators (VGs). Παρατηρήθηκε ακόμα ότι ανάλογα με τη γωνία πρόσπτωσης της πτέρυγας και με τη θέση των VGs είναι δυνατόν να εμφανιστούν φαινόμενα αστάθειας της ροής. Επίσης, αποδείχθηκε ότι υπολογισμοί σε πτέρυγες με πολύ χαμηλό λόγο επιμήκους αδυνατούν να προλέξουν την εμφάνιση των Stall Cells και δίνουν παραπλανητικά αποτελέσματα όσον αφορά την απόδοση των VGs. Οι μετρήσεις SPIV έδειξαν ότι κοντά στα VGs είναι έντονη η τυρβώδης αλληλεπίδραση μεταξύ των στροβίλων ενώ σε μεγαλύτερη απόσταση η διάχυση γίνεται ο κυρίαρχος μηχανισμός στη ροή.Συνολικά, η έρευνα αυτή έρχεται σε συνέχεια προηγούμενων που σημείωναν την ανάγκη προσεκτικής ανάγνωσης των πειραματικών δεδομένων, ειδικά στην περίπτωση της αποκολλημένης ροής. Η συνήθης υπόθεση της δισδιάστατης ροής γύρω από αεροτομή δεν ισχύει στην περίπτωση που δημιουργούνται Stall Cells. Επιπλέον, το τρισδιάστατο της αποκολλημένης ροής θα πρέπει να λαμβάνεται υπ' όψιν σε σχέση με τον έλεγχο της ροής.

scholarly journals Experimental Study of the Aerodynamic Interaction between Side-by-Side Propellers in eVTOL Airplane Mode through Stereoscopic Particle Image Velocimetry

Aerospace ◽  
2021 ◽  
Vol 8 (9) ◽  
pp. 239
Author(s):  
Alex Zanotti
Keyword(s):  
Particle Image Velocimetry ◽  
Urban Areas ◽  
Particle Image ◽  
Three Dimensional ◽  
Stereoscopic Particle Image Velocimetry ◽  
Aerodynamic Interaction ◽  
Image Velocimetry ◽  
Flow Features ◽  
Stereo Particle Image Velocimetry ◽  
And Performance

Side-by-side propellers characterise the architecture of most new electric aircraft (eVTOLs) designed in recent years for urban air mobility. The aerodynamic interaction between side-by-side propellers represents one of the key phenomena that characterise the flow field and performance of these novel aircraft configurations. The present article describes the main results of a wind tunnel campaign that aimed to investigate the flow features that characterise this aerodynamic interaction, with a particular application to cruise flight conditions in eVTOLs. With this aim, stereo particle image velocimetry (PIV) measurements were performed in the wake of two co-rotating propeller models in a side-by-side configuration. The three-dimensional flow surveys provided detailed insights into the flow physics of the interacting propellers, with a particular focus on the interactional effects on the trajectory of the tip vortices and the wake topology provided at two different advance ratios by reproducing a moderate and a fast cruise speed of eVTOLs in urban areas.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document