Метод максимизации энтропии для реконструкции объемных изображений частиц в томографическом методе измерения скорости в объеме потока

Авторы

  • А.В. Бильский
  • Д.М. Маркович
  • М.П. Токарев
  • В.А. Ложкин

Ключевые слова:

метод максимизации энтропии
MENT
томографический метод измерения скорости в объеме потока
Tomo-PIV
SMART

Аннотация

Рассмотрен предложенный ранее метод максимизации энтропии (MENT) в применении к реконструкции объемных изображений для измерения полей скорости томографическим методом анемометрии по изображениям трассеров (метод Tomo-PIV). В работе представлены результаты теоретического и экспериментального тестирования алгоритма MENT в сравнении с наиболее быстрым алгоритмом SMART. Теоретические оценки, обработка синтетических и полученных в эксперименте изображений демонстрируют существенное повышение производительности при незначительном снижении качества результатов. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке проектов седьмой рамочной программы ЕС (AFDAR #265695), Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 гг. (проект № 8233) и программы поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских вузах (код проекта 11.G34.31.0046).

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2013-01-15

Выпуск

Том 14 (2013): Выпуск 1.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

А.В. Бильский

Институт теплофизики имени С.С. Кутателадзе СО РАН
проспект Академика Лаврентьева, 1, 630090, Новосибирск
• старший научный сотрудник

Д.М. Маркович

Институт теплофизики имени С.С. Кутателадзе СО РАН
проспект Академика Лаврентьева, 1, 630090, Новосибирск
• заместитель директора

М.П. Токарев

Институт теплофизики имени С.С. Кутателадзе СО РАН
проспект Академика Лаврентьева, 1, 630090, Новосибирск
• научный сотрудник

В.А. Ложкин

Институт теплофизики имени С.С. Кутателадзе СО РАН
проспект Академика Лаврентьева, 1, 630090, Новосибирск
• инженер

Библиографические ссылки

  1. Elsinga G.E., Scarano F., Wieneke B., van Oudheusden B.W. Tomographic particle image velocimetry // Experiments in Fluids. 2006. 41. 933-947.
  2. Scarano F. Tomographic PIV: principles and practice // Measurement Sciense and Technology. 2013. 24. 012001.
  3. Бильский А.В., Ложкин В.А., Маркович Д.М., Токарев М.П., Шестаков М.В. Оптимизация и тестирование томографического метода измерения скорости в объеме потока // Теплофизика и аэромеханика. 2011. 18, № 4. 555-566.
  4. Adrian R.J. Twenty years of particle image velocimetry // Experiments in Fluids. 2005. 39. 159-169.
  5. Atkinson C., Soria J. Algebraic reconstruction techniques for tomographic particle image velocimetry // Proc. 16th Austr. Fluid Mechanics Conf. Gold Coast, Australia, 2-7 December, 2007. Brisbane: Univ. of Queensland, 2001. 191-198.
  6. Atkinson C., Soria J. An efficient simultaneous reconstruction technique for tomographic particle image velocimetry // Experiments in Fluids. 2009. 47. 553-568.
  7. Violato D., Scarano F. Three-dimensional evolution of flow structures in transitional circular and chevron jets // Physics of Fluids. 2011. 23. 124104.
  8. Scarano F., Poelma C. Three-dimensional vorticity patterns of cylinder wakes // Experiments in Fluids. 2009. 47. 69-83.
  9. Hain R., Kahler C.J., Michaelis D. Tomographic and time resolved PIV measurements on a finite cylinder mounted on a flat plate // Experiments in Fluids. 2008. 45. 715-724.
  10. Atkinson C., Coudert S., Foucaut J.M., Stanislas M. The accuracy of tomographic particle image velocimetry for measurements of a turbulent boundary layer // Experiments in Fluids. 2011. 50. 1031-1056.
  11. Buchmann N.A., Atkinson C., Jeremy M.C., Soria J. Tomographic particle image velocimetry investigation of the flow in a modeled human carotid artery // Experiments in Fluids. 2011. 50. 1131-1151.
  12. Schrddotoder A., Geisler R., Staack K., Elsinga G.E., Scarano F., Wieneke B., Henning A., Poelma C., Westerweel J. Eulerian and Lagrangian views of a turbulent boundary layer flow using time-resolved tomographic PIV // Experiments in Fluids. 2011. 50. 1071-1091.
  13. Discetti S., Astarita T. A fast multi-resolution approach to tomographic PIV // Experiments in Fluids. 2011. 52. 765-777.
  14. Ложкин В.А., Ложкин Ю.А., Токарев М.П. Использование высокопроизводительных вычислительных платформ в задачах томографической цифровой трассерной визуализации // Вычислительные методы и программирование. 2012. 13, № 2. 20-27. minerbo1979
  15. Minerbo G. MENT: A Maximum entropy algorithm for reconstructing a source from projection data // Computer Graphics and Image Processing. 1979. 10. 48-68. gordon1970
  16. Gordon R., Beider R., Gabor T. Algebraic reconstruction techniques (ART) for three-dimensional electron microscopy and X-ray photography // Journal. Theor. Biol. 1970. 29. 471-481.