Sistem particle image velocimetry untuk mengukur kecepatan aliran terbuka

مستخلص البحث

تدفق قناة مفتوحة هو القناة التي تستنزف المياه مع سطح حر. يمكن أن تحدث القنوات المفتوحة بأشكال مختلفة كبيرة بما فيه الكفاية، بدءا من التدفق فوق مستوى الأرض الذي يحدث عندما تمطر إلى عمق المنشورية. التغييرات في سرعة التدفق هي واحدة من العوامل التي تحدد الموقف، طبيعة التدفق وتأثيره على ارتفاع سطح التدفق. تساعد التطورات التكنولوجية في قياس سرعة التدفق من خلال عدم مقاطعة التدفق الذي يحدث، بحيث تكون البيانات التي تم إنشاؤها أكثر دقة. لذلك في هذه الدراسة باستخدام تسجيل صورة التدفق ليتم تحليلها وفقا للطريقة سرعة صورة الجسيمات. أجريت التجارب في هذه الدراسة على ثلاثة أشكال من التدفق، هو التدفق في قناة مستقيمة ، وتدفق دوامة وتتدفق تأثير عمود. كان الغرض من هذه الدراسة هو تحديد قياس سرعة التدفق المفتوح باستخدام الطريقة سرعة صورة الجسيمات مع عملية تحليل بيانات الصورة. وأظهرت النتائج أن قياس سرعة التدفق مع سرعة صورة الجسيمات له نتيجة قيمة خطأ الجذر التربيعي (RMSE) تقترب 0%. في التحليل التجريبي للتدفق على قناة مباشرة تنتج قيمة (RMSE) 0.13372 %، تدفق دوامة 0.13266 %، وعلى التدفق مع تأثير العمود هو 0.16894 %.

ABSTRACT

Open Flow is a conduit that delivers water with a free surface. Open Flow can occur in varies forms which quite large, ranging from water flow over the land surface that occurs during rain to flow with a prismatic depth. The change in flow velocity is one of the factors that determine the state, nature of the flow and the effect on the surface height of the flow. Technological developments help measure flow velocity by not interrupting the flow which is happening, so that the resulting of data is more accurate. Therefore, this study used a flow image recording to be analyzed based on the Particle Image Velocimetry (PIV) method. The experiments on this study were carried out in 3 forms of flow, namely flow on a straight stream, vortex flow and flow with the effect of pillar. The purpose of this study was to determine the measurement of open flow velocity using the PIV (Particle Image Velocimetry) method with the analysis process of image data. The results of this study showed that the measurement of flow velocity by the Particle Image Velocimetry method had an RMSE value approaching 0%. In the flow analysis experiment on the straight stream, the RMSE value is 0.13372%, the vortex flow is 0.13266% and the flow with the effect of pillar is 0.16894%.

ABSTRAK

Aliran saluran terbuka adalah saluran yang mengalirkan air dengan permukaan bebas. Saluran terbuka dapat terjadi dalam bentuk yang bervariasi cukup besar, mulai dari aliran di atas permukaan tanah yang terjadi pada waktu hujan sampai aliran dengan kedalaman prismatis. Perubahan kecepatan aliran merupakan salah satu faktor yang menentukan keadaan, sifat aliran dan pengaruh terhadap tingginya permukaan aliran. Perkembangan teknologi membantu pengukuran kecepatan aliran dengan tidak mengganggu aliran yang sedang terjadi, agar data yang dihasilkan lebih akurat. Maka pada penelitian ini menggunakan rekaman gambar aliran untuk dianalisis sesuai dengan metode Particle Image Velocimetry (PIV). Percobaan pada penelitian ini dilakukan pada 3 bentuk aliran, yaitu aliran pada saluran lurus, aliran vortex dan aliran dengan pengaruh pilar. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengukuran kecepatan aliran terbuka menggunakan metode PIV (Particle Image Velocimetry) dengan proses analisa dari data gambar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengukuran kecepatan aliran dengan metode Particle Image Velocimetry memiliki hasil nilai RMSE yang mendekati 0%. Pada percobaan analisis aliran pada saluran lurus menghasilkan nilai RMSE 0.13372%, aliran vortex 0.13266% dan pada aliran dengan pengaruh pilar yaitu 0.16894%.