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proPTV: A probability-based particle tracking velocimetry framework

Barta, Robin und Bauer, Christian und Herzog, Sebastian und Schiepel, Daniel und Wagner, Claus (2024) proPTV: A probability-based particle tracking velocimetry framework. Journal of Computational Physics, 514 (113212), Seiten 1-26. Elsevier. doi: 10.1016/j.jcp.2024.113212. ISSN 0021-9991.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021999124004613?via%3Dihub

Kurzfassung

We present proPTV, a comprehensive framework for particle tracking velocimetry. The framework is an open-source software project and written in Python. It provides the user with all tools needed to process raw camera images of a particle-seeded flow in order to reconstruct the particle dynamics and to assimilate pressure fields. The advanced probabilistic tracking method enables accurate reconstruction of the most probable particle trajectories. Its performance is studied applying it to the numerical test case of turbulent Rayleigh-Bénard convection (Ra=1E10, Pr=6.9) in a cubic cell generated by direct numerical simulation. For the highest tracer particle density of about 0.125 ppp of this test case, 83% of the reconstructed tracks are correct. To check the performance also for experimental data, proPTV is additionally applied to particle measurements of turbulent Rayleigh-Bénard convection in a water-filled cell for similar Ra- and Pr-numbers as the numerical test case. Thereby, a tracer particle density of about 0.02 ppp is estimated. The obtained results are then compared with those obtained using LaVision's commercial particle tracking software DaVis (v10.2.1). Both frameworks provide velocity fields that have small deviations. However, the particle tracks generated by proPTV are on average 5 times longer than those generated with DaVis. proPTV including the numerical test case is available at: https://github.com/RobinBarta/proPTV.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205129/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:proPTV: A probability-based particle tracking velocimetry framework
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Barta, RobinRobin.Barta (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8882-5864162964303
Bauer, ChristianChristian.Bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1838-6194NICHT SPEZIFIZIERT
Herzog, SebastianNICHT SPEZIFIZIERThttps://orcid.org/0000-0001-7167-3489NICHT SPEZIFIZIERT
Schiepel, Danieldaniel.schiepel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3703-3514NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Oktober 2024
Erschienen in:Journal of Computational Physics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:514
DOI:10.1016/j.jcp.2024.113212
Seitenbereich:Seiten 1-26
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTScience DirectNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0021-9991
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Open source softwareParticle tracking velocimetryRayleigh-Bénard convectionDirect numerical simulation
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Hinterlegt von: Barta, Robin
Hinterlegt am:04 Jul 2024 14:30
Letzte Änderung:04 Jul 2024 14:30

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