BRPI0610640A2 - dispositivo para avaliação automática e controle de medições de túnel de vento - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA AVALIAçãO AUTOMáTICA E CONTROLE DE MEDIçõES DE TúNEL DE VENTO. A presente invenção refere-se a um dispositivo pa- ra avaliar uma medição de túnel de vento, em que um proces- sador (3) identifica um elemento de fluxo em uma imagem gravada no túnel de vento (6) O elemento de fluxo identificado subseqílentemente pode ser segmentado e ainda analisado a fim de obter informação precisa sobre o comportamento de fluxo de um objeto a ser analisado.

Description

"DISPOSITIVO PARA AVALIAÇÃO AUTOMÁTICA E CONTROLEDE MEDIÇÕES DE TÚNEL DE VENTO"

Este pedido reivindica o beneficio da data de de-pósito do Pedido de Patente Provisório U.S. N°. 60/671.885depositado em 15 de abril de 2005, e do Pedido de PatenteAlemão N°. 10 2005 017 515.5 depositado em 15 de abril de2005, as descrições dos quais são incorporados aqui por re-ferência .

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção refere-se a um dispositivo,uma disposição e um método para avaliar as medições de túnelde vento, um meio de armazenamento legivel por computador, eum elemento de programa.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Com o desenvolvimento de novas gerações de aerona-ves, as propriedades aerodinâmicas, em primeiro lugar, sãootimizadas em modelos, baseadas nas medições em um túnel devento. Sob este aspecto, numerosos filamentos de poucos cen-tímetros de comprimento são fixados com uma extremidade defilamento no modelo, de modo que monitorando os filamentosna corrente de vento, o estado de fluxo e a direção de fluxona localização dos filamentos podem ser determinados.

Existem grosseiramente três estados, especifica-mente, "não perturbado" (ou laminar), "perturbado" (turbu-lento) , e "separado". Se o fluxo se encontra na área de umfilamento na superfície do modelo, então o fluxo é não per-turbado. O filamento permanece estendido (camada de barreiralaminar) e mostra a direção local do fluxo de superfície. Apartir do ponto de transição, a extremidade livre do fila-mento começa a trepidar, o fluxo é perturbado (camada, debarreira turbulenta). Perturbações iniciais, pequenas dofluxo de superfície levam a movimentos de "trepidação" dasextremidades livres de filamento. No ponto de destacamento(ponto de separação), o fluxo se eleva da superfície (fluxodestacado) e se formam correntes de superfície que estãoturbilhonando intensamente para fluir de volta (contra a di-reção de fluxo primária). O filamento se move tão rapidamen-te em todos os seus graus de liberdade espaciais em tal áreaque somente a cabeça de fibra fixada pode ser percebida visualmente.

Até agora as imagens de filamento tipicamente sãoavaliadas manualmente. Neste aspecto, as gravações de vídeosão feitas durante as medições de túnel de vento e avaliadasmanualmente. Nas gravações selecionadas e esboços de concei-to associados, as linhas limítrofes entre as áreas de fluxonão perturbado, perturbado, e destacado são designadas pelousuário.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É um objetivo da presente invenção aperfeiçoar aavaliação de medições de túnel de vento.

Este objetivo é solucionado por um dispositivo,uma disposição, e um método para avaliar uma medição de tú-nel de vento, por um meio de armazenamento legível por com-putador, e um elemento de programa para avaliar uma mediçãode túnel de vento com os aspectos de acordo com as reivindi-cações de patente independentes.De acordo com uma modalidade exemplar da invenção,um dispositivo para avaliar uma medição de túnel de vento éfornecido. 0 dispositivo compreende um processador, que éadaptado tal que com ele, a etapa do método de identificarautomaticamente pelo menos um elemento de fluxo em uma ima-gem gravada durante a medição de túnel de vento pode ser realizada.

De acordo com outra modalidade exemplar da inven-ção, um método para avaliar uma medição de túnel de vento éfornecido. Com o método, usando um processador, pelo menosum elemento de fluxo é identificado em uma imagem gravadadurante a medição de túnel de vento, por exemplo, no túnelde vento.

De acordo com ainda outra modalidade exemplar dainvenção, é fornecido um meio de armazenamento legivel porcomputador, em que um programa para avaliar uma medição detúnel de vento é armazenado, que, quando realizado em umprocessador, identifica automaticamente pelo menos um ele-mento de fluxo em uma imagem gravada durante a medição detúnel de vento, e opcionalmente, processa a imagem do pelomenos um elemento de fluxo e/ou um objeto a ser examinado aoqual o pelo menos um elemento de fluxo pode ser fixado.

De acordo com ainda outra modalidade exemplar dainvenção, é fornecido um elemento de programa para avaliaruma medição de túnel de vento, que, quando é realizado porum processador, identifica um elemento de fluxo em uma ima-gem gravada durante a medição de túnel de vento, e opcional-mente, processa a imagem do pelo menos um elemento de fluxoe/ou um objeto.

A invenção pode ser realizada por um programa decomputador, que é software, bem como por um ou mais circui-tos elétricos especializados, isto é, hardware ou em qual-quer forma hibrida, isto é, por componentes de software ecomponentes de hardware.

De acordo com outra modalidade exemplar da inven-ção, é fornecida uma disposição para realizar uma medição detúnel de vento com um objeto disposto em um túnel de vento,com um dispositivo de gravação para gravar uma imagem, e comum dispositivo com os aspectos acima descritos.

De acordo com a presente invenção, um elemento defluxo montado em um objeto a ser analisado e localizado notúnel de vento pode ser automaticamente identificado e/ousegmentado. Baseado nesta identificação e/ou segmentação doelemento de fluxo ou elementos de fluxo, cálculos adicionaissubseqüentes, simulações e processamento podem ser conduzi-dos automaticamente. Nesta maneira, uma estatística segurapode ser preparada sobre muitas gravações com condições deteste constante de maneira a economizar tempo, de modo quenão apenas as amostras randômicas podem ser medidas, que po-dem em geral ser submetidas a grandes dispersões.

Uma avaliação automática de uma medição de túnelde vento pode ser realizada com muito pouco gasto de tempo,e em particular, uma avaliação muito detalhada durante umamedição em funcionamento (por exemplo, também em tempo real)pode ser realizada. Com a possibilidade de realizar múlti-plas medições e avaliações simultâneas, as dispersões de me-dição e os erros podem ser reduzidos ou minimizados.

Em adição, de acordo com a presente invenção, asavaliações com conjuntos de parâmetros diferentes podem serrealizadas, e as linhas de características podem ser prepa-radas como uma função de parâmetros diferentes, onde o gastode tempo e a probabilidade de erro podem ser reduzidos.

De acordo com uma modalidade exemplar da invenção,a medição de túnel de vento e sua avaliação podem ocorrer emuma aeronave ou um modelo de aeronave, de modo que em parti-cular,m com o desenvolvimento de novas tecnologias de aero-nave, as propriedades de fluxo da aeronave podem ser verifi-cadas, aperfeiçoadas ou otimizadas.

Sob o termo "elemento de fluxo", em particular, umartigo fisico tendo dimensões tipicamente menores quandocomparado com o objeto a ser analisado, é para ser entendi-do, cujo artigo pode ser fixado ao objeto. Se este tipo deelemento de fluxo é exposto a um fluxo (por exemplo, em umtúnel de vento) , é efetuado por este fluxo e portanto podeservir para caracterizar os comportamentos de fluxo em suaregião circundante. Tal elemento de fluxo pode ser realiza-do, por exemplo, como filamentos.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dainvenção, o dispositivo ainda compreende um dispositivo degravação (ótico), onde com pelo menos um dispositivo de gra-vação, uma imagem do pelo menos um elemento de fluxo em umobjeto a ser analisado pode ser gravada.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional ainvenção, o dispositivo ainda inclui um dispositivo de exi-bicão para exibir a imagem gravada do pelo menos um elementodefluxo e/ou o objeto.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dainvenção, o pelo menos um elemento de fluxo tem uma cor di-ferente relativa ao objeto a ser analisado, a fim de tornarpossível uma identificação rápida e certa e a segmentação naimagem gravada.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dainvenção, pelo menos dois elementos de fluxo têm proprieda-des físicas diferentes (por exemplo, rigidez, diâmetro, es-trutura de superfície). Desta maneira, o conteúdo de infor-mação de uma medição pode ser aumentada, por exemplo, compa-rando o compartimento dos elementos de fluxo diferentes nacorrente.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dainvenção, o dispositivo ainda compreende dois ou mais dispo-sitivos de gravação, a fim de portanto representar tridimen-sionalmente ou espacialmente o objeto a ser analisado e/ou opelo menos um elemento de fluxo. Com uma representação esté-rica, o conteúdo de informação da medição pode ser aumentadoe os resultados podem ser mostrados ao usuário claramente eem uma perspectiva desejada.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dainvenção, uma câmera em cores é fornecida para o dispositivode gravação, a fim de o pelo menos um elemento de fluxo e/ouo objeto a ser decomposto em cores e desse modo, ser identi-ficado ou segmentado melhor.

De acordo com uma modalidade adicional, uma câmarade alta velocidade pode ser usada, a fim de ter múltiplasgravações de imagem avaliáveis por unidade de tempo. Assim,o movimento dos elementos de fluxo pode ser seguido melhor,por exemplo.

De acordo com uma modalidade adicional, o proces-sador pode ser formado para processar seqüências de videointercaladas, onde o movimento de um elemento de fluxo podeser avaliado melhor.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dainvenção, um processador identifica e/ou segmenta o pelo me-nos um elemento de fluxo a partir das adjacências ou a par-tir do objeto a ser analisado por uma imagem gravada do pelomenos um elemento de fluxo e/ou o objeto a ser analisado ba-seado em tonalidades de cor diferentes.

Em uma modalidade exemplar adicional do método, aimagem do pelo menos um elemento de fluxo e/ou o objeto aser salvo (por exemplo, em um meio de armazenamento) , de mo-do que está disponível para análise posterior.

Em uma etapa adicional do método, as propriedadesgeométricas do pelo menos um elemento de fluxo podem sercomputadas na imagem gravada. Assim, é possível, representaro desenvolvimento do comportamento de fluxo do pelo menos umelemento de fluxo como uma função continua.

Em uma modalidade exemplar adicional do método,baseado em propriedades físicas do pelo menos um elemento defluxo, o conteúdo de informação da medição á aumentado. 0pelo menos um elemento de fluxo pode ter propriedades físi-cas predeterminadas, tais como por exemplo uma tonalidade decor determinada, uma luminância determinada, uma saturaçãodeterminada, uma rigidez determinada, um diâmetro determina-do, ou uma estrutura de superfície determinada. Assim, épossível, por exemplo, comparando dois elementos de fluxocom propriedades físicas diferentes, tirar conclusões sobreo comportamento do fluxo.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dométodo, as propriedades geométricas do pelo menos um elemen-to de fluxo são calculadas baseado na imagem gravada do pelomenos um elemento de fluxo. Assim, por exemplo, o centro degravidade, a área de superfície, a relação axial, e a dire-ção do elemento de fluxo podem ser calculados. Portanto, porexemplo, o centro de gravidade descreve uma posição de fila-mento determinada e a direção de uma orientação especificado filamento. A área de. superfície e a relação axial fre-qüentemente contêm informação quanto a se o filamento estáestendido ou realiza movimentos rápidos.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dométodo, a distância dos elementos de fluxo no objeto a seranalisado pode ser constante, de modo que um padrão periódi-co dos elementos de fluxo é fornecido, onde se pode identi-ficar e/ou segmentar os elementos de fluxo melhor e maisclaramente usando análise de Fourier e transformação geométrica.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dométodo, pelo menos duas imagens parciais sucessivas são gra-vadas por um dispositivo de gravação pelo método de entrela-çamento e baseado na velocidade de formação de imagem dasimagens parciais, as velocidades de movimentos do pelo menosum elemento de fluxo são medidas.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dométodo, um objeto é subdividido em células de Voronoi, nocentro das quais um elemento de fluxo respectivo está loca-lizado. Assim, as propriedades de fluxo do elemento de fluxodisposto no centro, são transmitidas para a célula inteira.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dométodo, por dispositivo de múltiplas gravações, o pelo menosum elemento de fluxo e/ou o objeto a ser analisado são re-presentados tridimensionalmente.

De acordo com outra modalidade do método, o objetoa ser analisado pode ser movido diretamente no túnel de ven-to por um dispositivo de entrada e/ou pode ser controladopela entrada de parâmetros de controle determinados. Estesparâmetros de controle podem ser, por exemplo, o ângulo deincidência, o ângulo de guinada, ou o ângulo de rolamento doobjeto ou parâmetros de fluxo diferentes.

De acordo com uma modalidade adicional do método,um estado de monitoramento determinado do objeto a ser ana-lisado ou do pelo menos um elemento de fluxo pode ser forne-cido e os parâmetros de controle e/ou a orientação do objetoa ser analisado ou o fluxo do canal de vento pode ser ajus-tado automaticamente, Se o usuário deseja um estado, por e-xemplo, em que o fluxo é destacado, então ele introduz estacondição para uma região, onde os parâmetros de controle e aorientação do modelo são automaticamente calculados e ajustados.De acordo com uma modalidade adicional do método,a posição de um elemento de fluxo pode ser calculada usandoa transformação geométrica. Se as posições correspondentesde um ou mais, por exemplo, de pelo menos quatro, elementode fluxo de um elemento de fluxo adjacente são conhecidos,então as propriedades geométricas podem ser calculadas pelatransformação geométrica, (homografia).

De acordo com uma modalidade adicional do elementode programa, o pelo menos um elemento de fluxo é representa-do de acordo com suas propriedades geométricas e/ou fisicas,por exemplo, por tonalidades de cor especifica.

Em uma modalidade adicional do elemento de progra-ma, a transição de um estado de fluxo ou a mudança das pro-priedades geométricas e/ou fisicas dos elementos de fluxopode ser descrita como uma transição continua.

De acordo com outra modalidade exemplar do elemen-to de programa, o objeto a ser analisado pode ser subdividi-do em células de Voronoi, no centro das quais um elemento defluxo respectivo está localizado. Cada célula de Voronoi po-de representar o elemento de fluxo montado no centro. As cé-lulas de Voronoi. podem ser tingidas com uma série de coresdistintas ou continuas de acordo com as propriedades geomé-tricas e/ou fisicas dos elementos de fluxo.

De acordo com oura modalidade exemplar do método,a área entre os elementos de fluxo pode ser representada pe-la interpolação com transição de cor continua. Assim, a mu-dança das propriedades diferentes dos elementos de fluxo pode ser mais claramente mostrada.Em uma modalidade exemplar adicional do elementode programa, o pelo menos um elemento de fluxo pode ser mos-trado separadamente e/ou combinado com o objeto a ser anali-sado. Assim com uma representação separada, os cálculos po-dem ser realizados melhor e com uma representação combinada,os resultados podem ser representados mais claramente paraum usuário.

De acordo com uma modalidade adicional do elementode programa, para visualização do pelo menos um elemento defluxo e/ou o objeto, pode ser adicionada informação auxili-ar, que não é como tal fornecida no objeto a ser analisadoou nas propriedades de fluxo do túnel de vento. Esta infor-mação auxiliar pode . ser linhas de fluxo determinadas, dis-tribuições de pressão determinadas, aspectos assumidos ocul-tos no objeto a ser analisado, tais como por exemplo, balan-cins ou auxílios de sustentação alta.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional doelemento de programa, múltiplas medições individuais podemser avaliadas com os mesmos parâmetros de controle e dife-rentes configurações de objeto. Assim, o usuário pode anali-sar as diferentes configurações de objeto melhor, tais comopor exemplo, diâmetros diferentes de motor, nas mesmas con-dições ambientais.

De acordo com uma modalidade exemplar adicionaldo elemento de programa, as medições individuais podem seravaliadas estatisticamente com os mesmos ou diferentes parâ-metros de controle e as mesmas ou diferentes configuraçõesde objeto, um limite de erro ajustável pode ser determinadopelo elemento de programa. Assim, a medição é continuada comoutros parâmetros e/ou configurações de objeto não até queum número determinado de medições válidas é obtido. Isto po-de funcionar automaticamente. Desta maneira, a medição podese tornar muito mais segura, de modo que gravações de erroou cálculos de erro podem ser igualados.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional doelemento de programa, os incrementos do parâmetro da mediçãopodem ser mudados de modo controlável, de modo que o usuá-rio, por exemplo com transições criticas, por exemplo decorrente turbulenta para destacada, pode ajustar melhor osincrementos a fim de obter medições mais freqüentes. Com oelemento de programa, igualmente uma curva de histerese podeser determinada automaticamente pela avaliação de imagemcontinua.

De acordo com outra modalidade exemplar, a dispo-sição ainda pode compreender uns elementos de fixação parafixar os elementos de fluxo a um objeto a ser analisado notúnel de vento. Estes elementos de fixação podem ser fitasadesivas, que têm tonalidades de cor diferentes comparadascom o pelo menos um elemento de fluxo.

De acordo com uma modalidade exemplar adicional dainvenção, a disposição ainda compreende um dispositivo deentrada (por exemplo, uma interface de usuário gráfica), como qual o objeto a ser analisado pode ser controlador e/ou osparâmetros podem ser introduzidos.

Os elementos de fluxo podem consistir de, por e-xemplo, filamentos ou agulhas, que são fixados de modo fie-xível em um objeto a ser analisado.

As modalidades do dispositivo e/ou a disposição seaplicam também ao método, o meio de armazenamento legivelpor computador, e o elemento de programa, e vice-versa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A seguir, para clareza adicional e melhor entendi-mento da presente invenção, as modalidades serão descritasem maiores detalhes com referência ao desenho anexo.

A Figura 1 mostra uma representação esquemática deuma disposição de acordo com a presente invenção de uma mo-dalidade exemplar da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES EXEMPLARES

A representação na figura é esquemática e não emescala.

A Figura 1 mostra uma disposição para realizar umamedição de túnel de vento de acordo com uma modalidade exem-plar da invenção.

A disposição compreende um túnel de vento 6, emque um objeto a ser analisado 1 (por exemplo, um modelo deuma aeronave em escala reduzida) está disposto. 0 dispositi-vo de gravação 2 (por exemplo, câmeras) são localizados emum caso normal fora do túnel de vento a fim de não perturbaro fluxo/corrente. As imagens gravadas pelos dispositivos degravação 2 são enviadas para um processador 3 (por exemplo,um microprocessador de um computador) . Por meio de um dispo-sitivo de entrada 5, parâmetros determinados para a mediçãode túnel de vento ou a avaliação pode ser introduzida por umusuário. Os resultados obtidos das imagens podem se tornarvisíveis em um dispositivo de exibição 4 (por exemplo um mo-nitor) para um usuário.

Com a análise de propriedades de fluxo do objeto aser analisado 1, os elementos de fluxo (não mostrados) naforma de filamentos são aderidos na superfície do objeto 1.

Se o fluxo contata o objeto 1 em uma maneira ide-al, então os filamentos se encontram planos na superfície doobjeto 1. No caso de uma interrupção de fluxo, os filamentosse movem para longe da superfície e "flutuam" no espaço.

Um objetivo da análise da presente invenção é per-mitir o processamento dos filamentos e suas propriedades noprocessador 3 a fim de determinar de modo mais rápido e maispreciso as propriedades do objeto a ser analisado 1. Assim,as unidades de gravação 2 gravam o objeto 1 a ser analisadobem como os filamentos localizados no mesmo durante um tes-tes de fluxo, isto é uma medição de túnel de vento. Subse-qüentemente, as imagens assim gravadas são analisadas com oprocessador 3 por processamento de imagem, e os filamentossão identificados e/ou segmentados e armazenados como umaimagem separada em um disco rígido de computador.

Os dispositivos de gravação 2 podem ser câmeras emcores (por exemplo, uma câmera em cores CCD ou CMOS) , quepodem distinguir uma pluralidade de cores. Isto pode levar aum aumento da densidade de informação das imagens gravadas.As cabeças de filamento são inseridas em uma fita adesiva, ea fita adesiva é aderida então no modelo 1. Se alguém sele-ciona uma cor diferente para a fita adesiva que para os fi-lamentos, as cabeças de filamento são claramente de modomuito mais robusto identificáveis em gravações de cor.

Em adição, alguém pode selecionar diferentes pro-priedades fisicas para os filamentos, tais como rigidez, di-âmetro, ou estrutura de superfície, por exemplo, e em adiçãoà cor do filamento definida, obter um conteúdo de informaçãoalto de uma medição. Se alguém usa filamentos com um diâme-tro pequeno, por exemplo,, ou uma estrutura de superfície li-sa, o fluxo ho objeto 1 é dificilmente perturbado e a quali-dade da medição é enormemente aumentada.

As imagens gravadas do objeto 1 e os filamentossão processados adicionalmente durante a medição ou subse-qüentemente. Assim, é vantajoso se os filamentos são segmen-tados do objeto 1 a fim de caracterizar subseqüentemente aspropriedades dos filamentos e com os mesmos, as propriedadesdo fluxo. Para este propósito, primeiro, a posição exata dofilamento geométrico é determinada.

De acordo com a presente invenção, o processador 3identifica a posição dói filamento na imagem gravada, basea-do, por exemplo, na tonalidade, luminância, ou na saturaçãodo filamento na imagem e subseqüentemente pode segmentar este filamento.

Baseado nesta imagem de filamento segmentada, ago-ra os aspectos geométricos do filamento podem ser calcula-dos. A partir da imagem de filamento, por exemplo, a posiçãodo centro de gravidade, a área de superfície, a relação axi-al e a direção do filamento, podem ser identificadas. Porexemplo, o centro de gravidade descreve a posição de fila-mento, a direção descreve a orientação do filamento, e a á-rea de superfície e a relação axial descrevem se o filamentoé estendido ou realiza movimentos rápidos.

A fim de localizar o filamento de modo mais rápidoe mais seguro, os filamentos podem ser inseridos com distân-cia constante dentro da fita adesiva de modo que um padrãode filamento periódico é formado, e de modo que usando aná-lise de Fourier e por combinação com a transformação geomé-trica, os filamentos propriamente ditos são localizados demodo mais rápido e seguro.

A fim de parametrizar melhor os filamentos, existea possibilidade de determinar a velocidade do filamento porseqüências de vídeo intercaladas. Uma imagem completa inter-calada compreende ou consiste de duas imagens parciais, ondea primeira imagem parcial contém as linhas ímpares e a se-gunda imagem parcial contém as linhas pares da imagem com-pleta. Estas imagens parciais são gravadas em uma distânciatemporal definida, de modo que a primeira imagem parcial dofilamento grava em uma posição determinada e a segunda ima-gem parcial grava o mesmo filamento em uma posição diferen-te. Quando a distância coberta é reconhecida em um ponto dotempo definido, então a velocidade de movimentos pode serdeterminada. Para minimizar a medição errônea, foi determi-nado que o teorema de amostragem pode ser seguido.

Os filamentos parametrizados e agora identificadospodem além disso ser graficamente representados para um usu-ário e pode ser imediatamente ou subseqüentemente processa-do. Para este propósito, por um programa de computador, osfilamentos podem ser representados em cor de acordo com osestados de filamento determinados (não perturbado, perturba-do, destacado), por exemplo, "verde" para os filamentos nãoperturbados, "amarelo" para os filamentos perturbados, e"vermelho" para filamentos destacados.

As tonalidades dos filamentos podem se mostradasna representação como uma função dos aspectos geométricos,por exemplo, centro de gravidade, área de superfície, rela-ção axial, ou direção, de modo que a transição entre os es-tados de fluxo pode ser identificada como transições conti-nuas da coloração. Isto permite uma análise visual conside-ravelmente mais diferenciada que a representação distinta.

Alternativamente, a representação gráfica do obje-to analisado (por exemplo, um modelo de uma aeronave) podeser subdividida em assim chamadas células de Voronoi. Em ca-da célula de Voronoi, está localizado um filamento, que estádisposto no centro de sua célula de Voronoi. Cada célula deVoronoi contém aqueles pontos, que estão mais perto de oumais densos no centro desta célula no sentido de uma métricapredeterminada que para ou nos centros de todas as outrascélulas. As células de Voronoi cobrem a representação gráfi-ca completamente, sem sobreposição. As células de Voronoisão coloridas de acordo com as propriedades do filamento emseu ponto central, de modo que para o objeto a ser analisado1, o comportamento de fluxo é refletido completamente.

Diferente das células de Voronoi, as áreas entreos filamentos também podem ser representadas usando interpo-lação de transições de tonalidade continuas, de modo que umarepresentação continua é obtida.Pela representação gráfica, em adição aos filamen-tos parametrizados, também a representação real do objeto 1analisado pode ser sobreposta, de modo que a posição dos fi-lamentos neste objeto pode ser diretamente identificada. Nocaso de múltiplos dispositivos de gravação, é possível for-necer ao usuário esta visualização de modo tridimensional,de modo que ele obtém uma impressão espacial direta dos flu-xos de filamento analisados.

Nesta visualização, em adição, também os dadoscomputados, tais como, por exemplo, linhas de fluxo, distri-buições de pressão ou aspectos construtivos oticamente enco-bertos, tais como por exemplos, os balancins dos motores,podem ser incluídos. Assim, um comportamento de fluxo de umobjeto 1 fornecido adicional ou imaginário pode ser simulado.

Em adição, existe a possibilidade de comparar me-dições diferentes. Para cada filamento, por um lado, um des-vio com as mesmas configurações de parâmetro pode ser visua-lizado, e por outro lado, por exemplo, o efeito de motoresnos modelos de asa. Também, as linhas limítrofes entre osestados de fluxo diferentes podem assim ser analisadas comouma função do ângulo de incidência da asa analisada.

Em adição, o dispositivo torna possível a combina-ção de numerosas medições individuais com o mesmo conjuntode parâmetros, de modo que declarações estatisticamente sig-nificantes podem ser calculadas. Por exemplo, a duração e onúmero de medidas podem ser controlados, tal que os limitesde erro respectivos devem ficar abaixo de um valor limiteselecionado antes que a medição continue com outra configu-ração. Os dados validados estatisticamente poderiam entãoservir para compilar as imagens de fluxo objetivas (mapas de fluxo).

Além do mais, os incrementos dos parâmetros, porexemplo, o ângulo de incidência, podem ser controlados, talque os incrementos são minimizados de modo adaptativo com ascondições de fluxo de interesse, a fim de obter a mediçãomais detalhada quanto possivel.

Em adição, também a transição ou processo inversoentre os estados de fluxo pode ser seletivamente analisado,analisando, por exemplo, o comportamento oscilante dos esta-dos de fluxo com um conjunto de parâmetros constante. Exce-dendo periodicamente os limites em que o estado de fluxo mu-da, existe a possibilidade de determinar automaticamentecurvas de histerese por, entre outras coisas, avaliação deimagem continua.

Na disposição da figura 1, existe igualmente apossibilidade de efetuar por meio de um dispositivo de en-trada 5 análises interativas em situações de fluxo especi-ais. Nesta conexão, pode-se selecionar e analisar uma áreado objeto de prova 1 com o dispositivo de entrada 5 (por e-xemplo, um mouse e/ou teclado de computador). Por exemplo,pode-se marcar a área desejada do objeto de prova 1 e forne-cer um comportamento de fluxo desejado (por exemplo, entre ofluxo perturbado e destacado), onde o dispositivo muda, porexemplo, o ângulo de incidência ou outros parâmetros de con-trole do objeto 1, de tal maneira que para a região de obje-to selecionado, o estado de monitoramento desejado ocorre.Neste ponto, é também possível realizar o experi-mento manualmente, mudando o parâmetro do modelo ou o. túnelde vento por meio do dispositivo de entrada.

Em adição, a orientação ou o formato do objeto,bem como as propriedades de fluxo do túnel de vento, pode sermudada por meio do dispositivo de entrada, de modo que, porexemplo, o número de Mach pode ser mudado ou flaps dos auxí-lios de sustentação alta podem ser retraídos ou estendidos.

Adicionalmente, existe a possibilidade de minimi-zar a ocorrência de erros de medição. Esta assim chamadacorreção geométrica é possível, em que as relações de proxi-midade dos filamentos são usadas. Se, por exemplo, um fila-mento não é corretamente identificado, de modo que nenhumadeclaração sobre o estado de fluxo no ponto deste filamentopode ser identificada, então se calcula por meio de trans-formação geométrica do filamento determinado adjacente e li-vre de erro, as propriedades geométricas do filamento medidode modo impreciso.

Adicionalmente, deve ser notado que "compreenden-do" não exclui outros elementos ou etapas, e "um" não excluiuma pluralidade. Em adição, deve ser notado que aspectos eetapas, que foram descritos com referência a uma das modali-dades acima, também podem ser usados em combinação com ou-tros aspectos ou etapas de outras modalidades descritas aci-ma. Numerais de referência nas reivindicações não são vistos como limitações.

Claims (38)

1. Dispositivo para avaliar uma medição de túnelde vento, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um processador (3), que é equipado de tal maneiraque as etapas do método seguintes podem ser realizadas:- identificação automática de pelo menosum elemento de fluxo em uma imagem gravada durante as medi-ções de túnel de vento; e- calcular as propriedades geométricasdo pelo menos um elemento de fluxo baseadas na imagem do pe-lo menos um elemento de fluxo.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende:pelo menos um dispositivo de gravação (23),em que o pelo menos um dispositivo de gravação (2)é equipado para gravar a imagem do pelo menos um elemento defluxo em um objeto a ser analisado.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fato de que compreende:um dispositivo de exibição (4) para exibir a ima-gem gravada do pelo menos um elemento de fluxo e/ou do objeto (1).

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO adicionalmente pelo fatode que compreende uma pluralidade de dispositivos de grava-ção (2) para exibir espacialmente o objeto e/ou o pelo menosum elemento de fluxo.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 2 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelomenos um dispositivo de gravação (2) é uma câmera em cores.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer as reivin-dicações 2 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menosum dispositivo de gravação (2) é uma câmera de alta velocidade.

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato de que oprocessador (3) é adaptado para processar seqüências de ví-deo intercaladas.

8. Método para avaliar uma medição de túnel devento, em que o método sendo CARACTERIZADO pelo fato de quecompreende:identificar automaticamente o pelo menos um ele-mento de fluxo em uma imagem gravada durante a medição detúnel de vento (6); ecalcular as propriedades geométricas do pelo menosum elemento de fluxo baseado na imagem do pelo menos um ele-mento de fluxo.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADO pelo fato de que o processador (3) identificae/ou segmenta o pelo menos um elemento de fluxo usando a i-magem gravada baseado nas tonalidades de cor do pelo menosum elemento de fluxo.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9,CARACTERIZADO pelo fato de que a tendência do comportamentode fluxo do pelo menos um elemento de fluxo é calculado comouma função contínua.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 8 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que a medição detúnel de vento é avaliada levando em consideração as dife-rentes propriedades físicas de elementos de. fluxo diferentes.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11,CARACTERIZADO pelo fato de que as propriedades fisicas doelemento de fluxo lavadas em consideração são selecionadasdo grupo que consiste da tonalidade, luminância, a satura-ção, a rigidez, o diâmetro e a estrutura de superfície.

13. Método, de acordo com a reivindicação 8,CARACTERIZADO pelo fato de que as propriedades geométricasdo pelo menos um elemento de fluxo são selecionadas do grupoque consiste do centro de gravidade, a área, a relação axi-al,m e a direção do pelo menos um elemento de fluxo.

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 8 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menosum elemento de fluxo é identificado usando uma análise deFourier e/ou transformação geométrica.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 8 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que de acordocom o método de intercalar, pelo menos duas imagens parciaissão gravadas e baseadas nas pelo menos duas imagens parci-ais, é medido um movimento do pelo menos um elemento de fluxo.

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 8 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que um objeto(1) é subdividido na imagem dentro de células de Voronoi, demodo que no centro de cada célula de Voronoi está localizadoum elemento de fluxo respectivo.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 8 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que um estado demonitoramento do pelo menos um elemento de fluxo é fornecidoe os parâmetros de controle e/ou uma orientação de um objeto(1) a ser analisado são automaticamente ajustados.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 8 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que uma posiçãodo pelo menos um elemento de fluxo é calculado usando trans-formação geométrica.

19. Meio de armazenamento legivel por computador,CARACTERIZADO pelo fato de que no qual é armazenado um pro-grama para avaliar uma medição de túnel de vento, cujo pro-grama, quando é realizado por um processador (3) , realiza oucontrola as etapas de método seguintes:identificar automaticamente pelo menos um elementode fluxo em uma imagem gravada durante a medição de túnel devento (6); ecalcular as propriedades geométricas do pelo menosum elemento de fluxo baseado na imagem do pelo menos um ele-mento de fluxo.

20. Meio de armazenamento legivel por computador,de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato deque o programa, quando é realizado por um processador (3),processa a imagem dp pelo menos um elemento de fluxo.

21. Elemento de programa para avaliar uma mediçãode túnel de vento, CARACTERIZADO pelo fato de que o elementode programa, quando é realizado por um processador (3), rea-liza ou controla as etapas de método seguintes:identificação automática de pelo menos um elementode fluxo em uma imagem gravada durante a medição de túnel devento (6); ecalcular as propriedades geométricas do pelo menosum elemento de fluxo baseado na imagem do pelo menos um ele-mento de fluxo.

22. Elemento de programa, de acordo com a reivin-dicação 21, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos umelemento de fluxo é representado de acordo com suas proprie-dades geométricas e/ou físicas em tonalidades de cor deter-minadas.

23. Elemento de programa, de acordo com a reivin-dicação 21 ou 22, CARACTERIZADO pelo fato de que a transiçãode um estado de fluxo é mostrada como uma transição continua.

24. Elemento de programa, de acordo com a reivin-dicação 22 ou 23, CARACTERIZADO pelo fato de que um objeto ésubdividido em células de Voronoi, de modo que no centro decada célula de Voronoi está localizado um elemento de fluxorespectivo, em que as células de Voronoi são tingidas comuma série distinta ou continua de cores de acordo com os es-tados geométricos ou fisicos dos elementos de fluxo.

25. Elemento de programa, de acordo com qualqueruma das reivindicações 21 a 24, CARACTERIZADO pelo fato deque uma região entre elementos de fluxo diferentes é repre-sentada por interpolação com transições de cor continuas.

26. Elemento de programa, de acordo com qualqueruma das reivindicações 21 a 25, CARACTERIZADO pelo fato deque o pelo menos um elemento de fluxo é representado com umobjeto (1) na ser analisado separadamente e/ou combinado.

27. Elemento de programa, de acordo com qualqueruma das reivindicações 21 a 26, CARACTERIZADO pelo fato deque informação auxiliar é levada em conta com a visualizaçãodo pelo menos um elemento de fluxo e/ou do objeto (1), emque a informação auxiliar é selecionada do grupo que consis-te de linhas de fluxo, distribuição de pressão, aspectosconstrutivos oticamente ocultos e balancins de motor.

28. Elemento de programa, de acordo com qualqueruma das reivindicações 21 a 27, CARACTERIZADO pelo fato deque múltiplas medições individuais são avaliadas com os mes-mos parâmetros de controle e diferentes configurações de ob-jeto.

29. Elemento de programa, de acordo com qualqueruma das reivindicações 21 a 28, CARACTERIZADO pelo fato deque múltiplas medições individuais são avaliadas estatisti-camente com os mesmos parâmetros de controle e as mesmasconfigurações de objeto.

30. Elemento de programa, de acordo com a reivin-dicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de que ao exceder um li-mite de erro ajustável, a medição é automaticamente continu-ada com os outros parâmetros de controle e configurações deobjeto.

31. Disposição para realizar uma medição de túnelde vento, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:um objeto (1) disposto em um túnel de vento (6),um dispositivo de gravação (2) para gravar uma i-magem durante a medição de túnel de vento (6),um dispositivo, de acordo com uma das reivindica-ções 1 a 9, para avaliar a medição de túnel de vento.

32. Disposição, de acordo com a reivindicação 31,CARACTERIZADA adicionalmente pelo fato de que compreende opelo menos um elemento de fluxo, que é fixado ao objeto (1).

33. Disposição, de acordo com a reivindicação 32,CARACTERIZADA pelo fato de que um elemento de fixação parafixar o pelo menos um elemento de fluxo ao objeto (1) é umafita adesiva, em que a fita adesiva e o pelo menos um ele-mento de fluxo têm diferentes cores.

34. Disposição, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 31 a 33, CARACTERIZADA adicionalmente pelofato de que compreende um dispositivo de entrada para con-trole direto do objeto (1) a ser analisado e/ou para intro-duzir parâmetros.

35. Disposição, de acordo com a reivindicação 34,CARACTERIZADA pelo fato de que os parâmetros são seleciona-dos do grupo que consiste do ângulo de incidência do objeto,parâmetros de fluxo, ângulo de guinada do objeto, e ângulode rolamento do objeto.

36. Disposição, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 31 a 35, CARACTERIZADA pelo fato de que o pe-lo menos um elemento de fluxo tem cores diferentes comparadocom o objeto (1).

37. Disposição, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 31 a 36, CARACTERIZADA pelo fato de que com-preende pelo menos dois elementos de fluxo, que têm diferen-tes propriedades físicas.

38. Disposição, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 31 a 37, CARACTERIZADA pelo fato de que o ob-jeto é uma aeronave ou um modelo de aeronave.