Título

MEDICIÓN DE VELOCIDAD DE FLUÍDOS EN 3D

Autor

CARLOS ISMAEL MARES CASTRO

Colaborador

Bernardino Barrientos (Asesor de tesis)

Nivel de Acceso

Acceso Abierto

Resumen o descripción

"La motivación de este trabajo fue implementar un método óptico robusto para la medición de velocidad tridimensional en flujos de fluidos. Cuando el flujo es bidimensional, las técnicas de velocimetría por imágenes de partículas 2D, PIV 2D, funcionan adecuadamente. Sin embargo, la naturaleza de la mayoría de los flujos son 3D y no bidimensionales, sobre todo aquellos encontrados en aplicaciones industriales. Uno de los métodos 3D más robustos es el estereoscópico, el cual usa dos diferentes vistas del mismo objeto con el fin de obtener las 3 componentes de desplazamiento (o velocidad) originadas entre dos estados consecutivos. Existen dos variantes principales de los métodos estereoscópicos, la de traslación y la de rotación (Scheimpflug). Esta última es la que ha tenido un uso generalizado tanto en problemas de investigación como de aplicación. Sin embargo, en este trabajo se explora la configuración de traslación por dos razones. Primero, en este tipo de arreglo los efectos de perspectiva son nulos y en segundo término, en la literatura no se encontraron argumentos sólidos que describieran el porqué de su uso limitado.

Debido a que los métodos estereoscópicos hacen uso de dos cálculos de PIV 2D, en este trabajo primeramente se analizan los elementos más importantes involucrados en esta técnica. Entre ellos, en los Capítulos 1 y 2 se mencionan los siguientes: fuente de luz, partículas, fluido, cámara, lente, método de comparación y método de detección de pico. Para comprender la influencia de diversos parámetros en la precisión del método PIV 2D se lleva a cabo un análisis de Montecarlo. Esto se describe en el Capítulo 2. Los resultados obtenidos coinciden con los reportados en la literatura. En el Capítulo 3, el método de Montecarlo se extiende al método 3D de traslación. Aquí también se corrobora lo encontrado en diversas publicaciones. Por ejemplo, se encuentra que el método es en particular influenciado por el ángulo de visión y por el rango de desplazamiento entre dos imágenes consecutivas. Respecto al último punto, en este trabajo se encuentra que el rango de desplazamientos óptimo es de alrededor de 6 pix. Para mostrar la aplicabilidad del método, en el Capítulo 4, se incluyen 3 tipos de aplicaciones en diferentes medios: agua (análisis de una turbina), aire (estudio de convección forzada) y gelatina (análisis de hidrofracturamiento en un modelo geológico)."

Fecha de publicación

abril de 2010

Tipo de publicación

Tesis de maestría

Versión de la publicación

Versión publicada

Formato

application/pdf

Idioma

Español

Cobertura

León, Guanajuato

Sugerencia de citación

Mares Castro, (2010). "Medición de velocidad de fluidos en 3D". Tesis de Maestría en Optomecatrónica. Centro de Investigaciones en Óptica, A.C. León, Guanajuato. 174 pp.

Repositorio Orígen

REPOSITORIO INSTITUCIONAL DEL CIO

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