FSVPy:基于 Python 的荧光条纹测速(FSV)软件包
流体动力学
2022-11-30 v1 软凝聚态物质
摘要
要将易于测量的输运性质(如黏度和电导率)与系统性能变量(如功耗和效率)相关联,需要可预测的构象方程以设计先进的热系统与电系统。本工作中,我们探索使用荧光粒子条纹分析直接测量压力驱动流的局部速度场,并引入一个新的 Python 软件包(FSVPy)来执行该分析。荧光条纹测速(FSV)将高速成像与高荧光粒子相结合,产生包含荧光条纹的图像,其长度与强度可与局部流速相关联。通过在整个样品体积中捕获图像,可量化并重建三维速度场。我们通过表征几种非牛顿流体的通道流动剖面来演示该技术:胶束型氯化十六烷基吡啶溶液、Carbopol 940 和聚乙二醇。随后我们探索更复杂的流动,其中由于流动中遇到的微尺度特征产生了显著加速。我们展示了 FSVPy 处理各种形状条纹的能力,并利用条纹上变化的强度从单幅图像中提取位置相关速度测量。因此,我们证明 FSVPy 是一个灵活的工具,可用于从多种流体与流动条件中提取局部测速测量。
引用
@article{arxiv.2209.01156,
title = {FSVPy: A Python-based Package for Fluorescent Streak Velocimetry (FSV)},
author = {Han Lin and Brendan C. Blackwell and Connor C. Call and Shanliangzi Liu and Claire Liu and Michelle M. Driscoll and Jeffrey J. Richards},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.01156},
year = {2022}
}