Velocimetría de imágenes de partículas

La velocimetría de imagen de partículas (PIV) es un método óptico de visualización de flujo utilizado en educación​ e investigación.​​​​​ Se usa para obtener mediciones de velocidad instantáneas y propiedades relacionadas en fluidos. El fluido se siembra con partículas trazadoras que, para partículas suficientemente pequeñas, se supone que siguen fielmente la dinámica del flujo (el grado en que las partículas siguen fielmente el flujo se representa mediante el número de Stokes). El fluido con partículas arrastradas se ilumina para que las partículas sean visibles. El movimiento de las partículas de siembra se utiliza para calcular la velocidad y la dirección (el campo de velocidad) del flujo que se está estudiando. Otras técnicas utilizadas para medir flujos son la velocimetría Doppler con láser y la anemometría por cable caliente. La principal diferencia entre PIV y esas técnicas es que PIV produce campos vectoriales bidimensionales o incluso tridimensionales, mientras que las otras técnicas miden la velocidad en un punto. Durante el PIV, la concentración de partículas es tal que es posible identificar partículas individuales en una imagen, pero no con certeza para rastrearlas entre imágenes. Cuando la concentración de partículas es tan baja que es posible seguir una partícula individual, se llama velocimetría de seguimiento de partículas (PTV), mientras que la velocimetría de moteado del láser se usa para casos donde la concentración de partículas es tan alta que es difícil observar partículas individuales en una imagen. El arreglo PIV 2D (bidimensional) típico consiste en una cámara (normalmente una cámara digital con un chip CCD en sistemas modernos), una luz estroboscópica o un láser con una disposición óptica para limitar la región física iluminada (normalmente una lente cilíndrica para convertir un haz de luz en un plano), un sincronizador que actúa como un disparador externo para el control de la cámara y el láser, las partículas de siembra y el flujo estudiado. Un cable de fibra óptica o una guía de luz líquida pueden conectar el láser a la configuración de la lente. El software PIV se utiliza para post-procesar las imágenes ópticas.​​