KHẢO SÁT DÒNG CHẤT LỎNG TRÊN TƯỜNG PHẰNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PIV
Nguyễn Anh Tuấn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Phương pháp đo trường vận tốc
dòng chảy bằng hình ảnh hạt (PIV) xuất hiện cách đây gần 30 năm và kể từ đó đã
trở thành một kỹ thuật đo lường thiết yếu trong cơ học chất lỏng trong các
phòng thí nghiệm ở cả viện nghiên cứu và trong công nghiệp. Những công bố liên
quan đến PIV đã đại diện cho khoảng một nửa tổng số bài báo được trình bày
trong Hội nghị chuyên đề quốc tế Lisbon về các ứng dụng của laser trong kỹ thuật
cơ học chất lỏng được tổ chức từ năm 2000. Thành công này, được thúc đẩy bởi sự
tiến bộ trong công nghệ laser cũng như công nghệ điện tử ghi hình ảnh, có thể
được giải thích bằng số lượng lớn thông tin có thể được ghi lại ngay tức thời
và đồng thời so với các phép đo khác kỹ thuật. Nó cũng liên quan đến sự phát
triển của một số hệ thống thương mại đã làm cho kỹ thuật này dễ dàng phổ biến
trên toàn thế giới cho rất nhiều ứng dụng khác nhau, từ quy mô vi lỏng (~ vài
trăm micron) đến trường dòng lớn (~ 1 m) trong đường hầm gió.
Mặc dù PIV dựa trên một nguyên tắc đơn giản,
nhưng cần cẩn thận trong việc triển khai thực tế để có được một phép đo đáng
tin cậy và giảm sai số. Giá trị chính của kỹ thuật PIV là khả năng đo nhiều vận tốc tức thời
không chỉ tại một điểm mà trên toàn bộ mặt phẳng đồng thời: cả hình ảnh hóa và
định lượng cấu trúc 2D đều có sẵn. Điều này, cùng với những tiến bộ trong máy
tính và công cụ hình ảnh số hoá, tạo nên sự thành công của nó trong hơn hai thập
niên qua.