Osnovni podatki:

Vodilni partner: UL FGG
Vodja projekta: doc. dr. Sabina Kolbl Repinc
Partnerji:

UL FS

Finančni vir:

Javna agencija za raziskovalno dejavnost RS

Ključne besede: optične merilne metode, vodna gladina, aeriran-turbulentni tok

Opis:

Meritve pretoka in višine gladine turbulentnih tokov s prosto gladino so pomemben del hidravličnih meritev. Ključnega pomena so za natančno in zanesljivo merjenje hidravličnih pojavov. Uveljavljene merilne metode v primeru dvofaznega toka ne delujejo ustrezno in ne omogočajo zanesljivih dinamičnih meritev z visoko prostorsko ločljivostjo.

V okviru projekta bomo izvedli celovito analizo delovanja treh metod merjenja in sicer laserskega skenerja LIDAR, laserske triangulacije s hitro kamero, 3D vizualizacijskega sistema z dvema ali več hitrimi kamerami za merjenje in modeliranje odboja LIDAR-jevega žarka na turbulentnih aeriranih vodnih tokovih s prosto gladino. Med navedenimi merilnimi metodami sta laserska triangulacija in 3D vizualizacija z dvema ali več hitrimi kamerami omejeni na laboratorijsko uporabo, medtem ko je LIDAR zelo zanesljiva in robustna metoda merjenja, primerna tudi za zunanjo uporabo. Interpretacijo meritev LIDAR-ja bomo izvedli z modeliranjem optičnega toka zaporednih odbojev laserskega žarka iz LIDAR-ja. Poleg meritev lastnosti aerirane vodne gladine bomo merili surovi signal LIDAR-ja z uporabo sistema za digitalizacijo valovnih oblik ali hitrega osciloskopa. Signali bodo nato obdelani na osebnem računalniku z algoritmom za obdelavo signalov v časovnih in frekvenčnih domenah. Na ta način bo izmerjen globinski profil LIDAR-ja ovrednoten in povezan z merjenim referenčnim optičnim sistemom.

Ključni cilji:

Namen projekta je razviti znanje o delovanju laserskega skenerja LIDARja za močno turbulenten in aeriran tok tekočin s prosto gladino. Izdelali bomo model, ki povezuje stanje površine vodne gladine z optičnim tokom žarka LIDAR-ja pri zaporednih odbojih s površin mehurčkov na vodni gladini. Model bo omogočal poznejše izvajanje in delovanje v elektroniki laserskega skenerja WS-LIDAR-ja. Z možnost merjenja trdnih površin in gladin aeriranih turbulentnih vodnih tokov bo nova generacija laserskih skenerjev LIDAR znatno presegla zmožnosti naprav, ki so trenutno na trgu. S podatki meritev turbulentnih aeriranih vodnih tokov bomo izvedli kalibracijo 3D numeričnih modelov CFD, ki brez kakovostnih podatkov za umerjanje ne morejo simulirati takšnih tokov z zadovoljivo natančnostjo.

Delovni sklopi:

WP1. Zahteve in specifikacije

WP2. Modeliranje

WP3. Eksperimentalno delo

WP4. Sinteza in uporaba v WS-LIDAR-ju

WP5. Diseminacija, uporaba in prikaz