基于超声局部化显微术的液体金属流动映射不确定性量化
流体动力学
2024-04-18 v1 应用物理
摘要
液体金属的对流驱动着大型自然过程，在技术过程中也具有重要意义. 实验模型为研究目的进行，其中模拟成本高昂，澄清开放问题需要更高空间分辨率的 flow mapping 方法. 本文研究 Ultrasound Localization Microscopy (ULM) 方法以此目的. 已知来自微血管成像，该方法提供超过衍射极限的空间分辨率. 其在液体金属流动中的适用性前景广阔，但实现和可靠性具有挑战，因为无法利用人造散射颗粒或微泡. 为此提出一种使用非线性自适应波束成形的方法. 这使得能够可靠地跟踪颗粒，super-resolved flow maps 可得出. 此外，fluid physics 的应用需要定量结果. 因此，提出一种基于空间分辨率、速度梯度和 measurement 参数 的不确定性量化模型，该模型允许在实验条件下估计 flow maps 的有效性. 在磁尼科尔-多姆沃 convection 实验中演示了所提出的方法. 在某些情况下，ULM 能够测量流动边界层内的速度矢量，这将有助于未来的深入流动研究. 此外，所提出的 ULM 不确定性模型可通用于其他应用.
引用
@article{arxiv.2404.10840,
title = {Uncertainty Quantification of Super-Resolution Flow Mapping in Liquid Metals using Ultrasound Localization Microscopy},
author = {David Weik and Zehua Dou and Dirk Räbiger and Tobias Vogt and Sven Eckert and Jürgen Czarske and Lars Büttner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.10840},
year = {2024}
}