Application of image processing in flow visualization of vortex flow meter

Abstract

Este proyecto presenta un método para obtener información cualitativa y cuantitativa usando el método de visualización de flujo para analizar el fenómeno de Kárman vortex street. En el caso específico de esta investigación, dos flujos de un fluido fueron analizados donde la trayectoria y la velocidad de los vórtices pudieron ser calculadas. Como se utilizó el método de visualización, 8 fotografías de cada uno de los flujos fueron tomadas para poder ser post- procesadas utilizando herramientas CAD. Unos marcadores rojos y azules fueron inyectados en el fluido para facilitar el procesado de imagen. El procesado por ordenador permitió al investigador mejorar la calidad de las imágenes y encontrar el centro de gravedad de los vórtices. La trayectoria de los vórtices fue analizada y se concluyó que su movimiento no era en línea recta. Los remolinos se movían con la corriente del fluido pero con un cierto ángulo con respecto a la dirección original del flujo. La velocidad fue también analizada y se concluyó que en las cercanías del origen los vórtices se movían más despacio que a una distancia más lejana. Este resultado confirma los resultados anteriormente obtenidos por simulación y por otras investigaciones.

This project presents a method for obtaining qualitative and quantitative results using flow visualization as a way of analyzing the Kármán vortex street phenomena. In the specific case of this investigation, two different fluid flows were analyzed where trajectory and convection velocity of flow vortices could be calculated. As the method of visualization was used, 8 pictures of each of the two flows were taken in order to post-process them using CAD tools. Red and blue markers were injected to the fluid to make the image processing easier. The computer processing allowed the investigator to improve the quality of the pictures and find the center of gravity of each of the whirls. The trajectory of the whirls was analyzed and it was concluded that the movement of the whirls was not in a straight line. The whirls were moving with the fluid current but with some angle from the flow original direction. The convection velocity was also analyzed and it was concluded that in the close neighborhood of the bluff body the vortices were moving slower than at a greater distance. This result confirms the results obtained by simulation and by other investigations.