PTVlab, una herramienta grafica para el procesamiento digital en Velocimetría por Seguimiento de Partículas

PATALANO, A; BREVIS, W.; GARCÍA, C.M.; BLENINGER, T.; RODRIGUEZ, A.

Simposio; III Simposio sobre Métodos Experimentales en Hidráulica; 2013

La finalidad de este trabajo es presentar PTVlab, un programa para el procesamiento digital en Velocimetría por Seguimiento de Partículas (PTV) y desarrollado con Matlab® por los autores de este trabajo. La técnica de PTV resuelve los campos de velocidades a partir de pares de imágenes digitales de partículas sembradas en el flujo. La interfaz grafica del software (GUI) es una versión modificada de la interfaz del programa PIVlab© (Thielicke y Stamhuis, 2010) diseñado para la técnica relacionada (euleriana) de Velocimetría por Imágenes de Particulas (PIV). La interfaz permite a un usuario no experto en lenguaje de programación el uso adecuado de la técnica. Se explica en el siguiente trabajo las diferentes etapas de la técnica de PTV, los algoritmos utilizados para cada una de esas etapas y las diferentes opciones de extracción de resultados. En la primera versión del software, se usa para la detección de partículas el algoritmo ?correlación de máscara de partículas? (Takehara y Etoh, 1998), basado en asumir una distribución gaussiana de la intensidad de una partícula. Una vez que las partículas fueron detectadas, la herramienta presentada tiene tres opciones para determinar el desplazamiento de partículas individualmente (método lagrangiano): la Correlación Cruzada (CC) basado sobre la comparación de matriz de intensidad; el método iterativo de Relajación (RM) que usa la probabilidad semejanza de desplazamiento con las partículas vecinas; y el método híbrido (CCRM) que combina los dos métodos para una optimización del resultado y del costo computacional (Brevis, Niño y Jirka, 2011). En la etapa de análisis de los resultados se pueden visualizar y exportar varios parámetros (instantáneos y promedios) del patrón de flujo como por ejemplo: vorticidad, cortes, magnitud de velocidad de flujo o sus componentes, líneas de corrientes, etc. Los parámetros se pueden visualizar, de forma matricial (mapa de color), sobre una polilínea dibujada por el usuario, o con la evolución temporal de un parámetro en un punto. Se utilizan varios casos reales para ilustrar la implementación de esta herramienta gráfica.