Zastosowanie metody odwrotnej w celu zwiększenia możliwości pomiarowych metody anemometrii obrazowej (PIV)

• Autorzy: Stryczniewicz W.

Identyfikatory

DOI

10.5604/05096669.1205252

Warianty tytułu

EN

Application of an inverse method for improvement of the measurement capability of the particle image velocimetry method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono koncepcję zwiększenia możliwości pomiarowych metody anemometrii obrazowej (Particie Image Velocimetry - PIV) poprzez zastosowanie zastosowaniu wyniku symulacji numerycznej w procesie analizy danych pomiarowych. Badania przeprowadzono w celu weryfikacji następującej hipotezy: uzyskanie zgodności wyniku pomiaru metodą PR" oraz wyniku numerycznej symulacji przepływu umożliwi wyznaczenie parametrów przepływu, będących poza zakresem pomiarowym metody PIV'. W ramach pracy przeprowadzono testy numeryczne, w których dokonano estymacji parametrów przepływu wokół profilu NAC A0009. Identyfikacj ipodległa prędkość przepływu strumienia niezaburzonego. W celu sprawdzenia poprawności zaproponowanej procedury estymacji parametrycznej, algorytm przetestowano na symulowanych danych pomiarowych. Wyniki badań testowych dowodzą poprawności opracowanych procedur oraz stanowią przyczynek do rozpoczęcia pracy nad nową metodyką analizy wyników7 pomiarów metodą PIV.

EN

In the presented paper an application of the inverse method for improvement of the measurement capability of the Particle Image Velocimetry method have been discussed. The paper introduces a new approach for PIV data analysis. In a course of the research following thesis has been verified: fitting of the experimental PIV data and a direct numerical problem solution, will lead to determination of flow parameters unobtainable for PIV method. In order to verify the proposed methodology numerical tests has been performed. The parameters of the flow over NACA0009 airfoil has been estimated. The parameter of has been estimated with developed optimization algorithm. The presented results proved the feasibility of proposed methodology and contributes to development of new PIV data post-processing procedure.

Słowa kluczowe

PL

metody odwrotne; aerodynamika doświadczalna; numeryczna mechanika płynów; CFD; anemometria obrazowa; PIV

EN

inverse method; applied aerodynamics; computational fluid dynamics CFD; Particle Image Velocimetry; CFD; PIV

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 2 (243)
• Strony: 93--107
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., schem., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Stryczniewicz W.

• Zakład Aerodynamiki, Centrum Technologii, Instytut Lotnictwa, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warszawa

Bibliografia

• [1] Tanahashi, M., Hirayama, T., Taka, S., Miyaiichi, T., 2008, "Measurement of fin scale structure in turbulence by time-resolved dual-plane stereoscopic PIV", International Journal of Heat and FluidFlow, 29, pp. 792-802.
• [2] Stryczniewicz, W., Surmacz, K., 2014, „Badania eksperymentalne stanu pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca metodą anemometrii obrazowej (PIV)", Prace Instytum Lotnictwa, 235, pp. 17-27.
• [3] Pust, O., 2000, "PIV: Direct Cross-Correlation compared with FFT-based Cross-Correlation", Proceedings of 10th International Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, Lisbon. Portugal.
• [4] Stryczniewicz, W., 2012, „Algorytm do wyznaczania wektorowego pola prędkości metodą anemometrii obrazowej". Problemy Mechatroniki, 9, pp. 41-54.
• [5] Garcia, D., 2010, "Afast all-in-one method for automated post-processing of PIV data", Experiments in Fluids, 50, pp. 1247-1259.
• [6] Urba, J., Zloczewska, A., Stryczniewicz, W., Jonsson-Niedziolka, M., 2013, “Enzymatic oxygen reduction under quiescent conditions - the importance of convection", Electrochemistry Communications, 34, pp. 94-97.
• [7] Stalewski, W., Zalewski, W., Żóltak, J., 2011, "Numerical Study of Helicopter Fuselage Aerodynamic Characteristics with Influence of Main Rotor", Prace Instytutu Lotnictwa, 218, pp. 86-94.
• [8] Dziubiński, A., Grzegorczyk, K., Żóltak, J., 2011, "CFD Analysis of External Armour Influence on a Helicopter Aerodynamic Characteristics", Prace Instytutu Lotnictwa, 218, pp. 20-27.
• [9] Grzegorczyk, K., 2009, „Analiza zjawiska pierścienia wirowego na wirniku nośnym śmigłowca". Prace Instytutu Lotnictwa, 201, pp. 52-66.
• [10] Grzegorczyk, K., 2013, "Analysis of influence of helicopter descent velocity changes on the phenomena of vortex ring state", Postępy Nauki i Techniki, 17, 35-41.
• [11] Stalewski, W., Dziubiński, A., 2006, „Symulacja zjawiska pierścienia wirowego wokół wirnika śmigłowca w oparciu o rozwiązanie równań N-S z uproszczonym modelem wirnika w postacipowierzchni skoku ciśnienia", Prace Instytutu Lotnictwa, 184-185, pp. 65-71.
• [12] Dziubiński, A., Stalewski, W., Żółtak, J., 2008, „Przykłady zastosowania pakiem FLUENT w analizach bezpieczeństwa lotu śmigłowców", Prace Instytutu Lotnictwa, 194-195, pp. 146-157.
• [12] Dziubiński, A., Stalewski, W., Żóltak, J., 2008, „Przykłady zastosowania pakietu FLUENT w analizach bezpieczeństwa lotu śmigłowców”. Prace Instytutu Lotnictwa, 194-195, pp. 146-157.
• [13] Grzegorczyk, K., 2012, „Symulacja lotu śmigłowca w bliskości granic użytkowania", Mechanika w Lotnictwie nr ML-XV.
• [14] Żóltak, J., Kania, W., Adynowski, J., Bartler, T., Antosiewicz, M., 1993, „Numeryczne studium aerodynamicznego projektowania skrzydła nadkrytycznego samolotu szkolno-bojowego". Prace Instytutu Lotnictwa, 132-133.
• [15] Anderson, J. D. jr., 2011, Fundamentals of aerodynamics, 5th edition in SI units., McGraw-Hill, New York, ISBN 978-1-259-01028-6.
• [16] Lis M., Dziubiński A., Galiński C., Krysztofiak G., Ruchała P., Surmacz K., “Predicted flight characteristics of the inverted joined wing scaled demonstrator", 29th International Congress Of The Aeronautical Sciences ICAS 2014, St. Petersburg, Russia.
• [17] Bogdańsk, K., Miller, M., Rodzewicz, M., Ruchała, P., 2014, „Koncepcja i realizacja badań zespołu napędowego w tunelu aerodynamicznym", Mechanika w lotnictwie, 132-133, pp. 26-40.
• [18] Czyż, Z., Łusiak. T, Magryta, R., 2013, „Badania numeryczne CFD wpływu usterzenia na charakterystyki aerodynamiczne wiatrakowca", Prace Instytutu Lotnictwa, 232, pp. 3-14.
• [19] Stalewrski, W., 2011, „Symulacja startu wiatrakowca w oparciu o program Fluent z modułem VBM", Prace Instytutu Lotnictwa, 213, pp. 155-170.
• [20] Krysztofiak, G., 2011, „Opis przygotowań i metodyka prowadzenia badań tunelowych wirników nośnych wiropłatów w ujęciu odwzorowania modelowego wahliwego wirnika wiatrakowca", Prace Instytutu Lotnictwa, 219, pp. 227-233.
• [21] Stalewski, W., Zalewski, 2011, Analiza obliczeniowa własności aerodynamicznych wirnika nośnego wiatrakowca w stanie lotu ustalonego (autorotacji)", Prace Instytutu Lotnictwa, 219, pp. 269-279.
• [22] Stalewski, W., Zalewski, 2011, Analiza wybranych stanów lotu wiatrakowca w oparciu o obliczeniowe charakterystyki aerodynamiczne jego komponentów", Prace Instytutu Lotnictwa, 219, pp. 280-288.
• [23] Stalewski, W., Zalewski, 2011, Symulacja pracy wirnika nośnego wiatrakowca w początkowej fazie pionowego startu, Prace Instytutu Lotnictwa, nr 219, s. 289-296.
• [24] Watanabe, S., Kuchi-ishi, S., Aoyama, T., 2010, „AprototypesystemtowordsEFD/CFDintegration:digital/analog-hybrid wind runnel", 27th International Congress Of The Aeronautical Sciences ICAS2010, Nice, France, pp. 1173-1188.
• [25] Kasamatsu, S., Itoh, T., Watanabe, S., Kuchi-ishi, S., Yasue, K., 2011, "A Study on Visualization for EFD/CFD Integration", IEEE Pacific Visualization 2011, Hong Kong.
• [26] Raffel, M., Willert, C., Wereley, S. i Kompenhans, J., 2007, Particle Imagine Velocimetry -A Practical Guide, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, ISBN 978-3-540-72307-3.
• [27] Scarano, F., 2008, Overview of PIV in Supersonic Flows, Particle Image Velocimetry edytorzy Schroeder A., Willeit C. E. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, ISBN 978-3-540-73527-4.
• [28] Ozisik, M. N., Orlande, H. R. B., 2000, Inverse Heat Dansfer, Taylor & Francis New York, ISBN 1-56032-838-X.
• [29] Stryczniewicz, W., Panas, A. J., 2014, „Zastosowanie metody odwrotnej do wyznaczania dyfuzyjności cieplnej materiału warstwy pokrycia próbki w badaniach metoda powierzchniowego wymuszenia impulsowego", Modelowanie Inżynierskie, 21, pp. 193-200.
• [30] Stryczniewicz, W., 2015, "An inverse problem solution for post-processing of PIV data", 10th Symposium on Flow7 Visualization and Image Processing, Neapol, Włochy.
• [31] Schwartz, R. J., Fleming, G. A., 2007, "Virtual Diagnostics Interface: Real Time Comparison of Experimental Data and CFD Predictions for a NASA Ares I-Like Vehicle". Proceedings of International Congress on Instrumentation in Aerospace Simulation Facilities. Pacific Grove. United States.
• [32] Wiśniowski, W., 2014, "Specjalizacje Instytutu Lotnictwa - przegląd i wnioski". Prace Instytutu Lotnictwa, 235, pp. 7-16.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę