Reconstrucción iterativa de la distribución volumétrica de partículas

Para rastrear el movimiento de partículas iluminadas en el espacio y el tiempo, existen varias técnicas de medición de flujo volumétrico, como la velocimetría de seguimiento de partículas en 3D (3D-PTV), que registra imágenes desde típicamente tres a cuatro direcciones de visualización. Para densidades de siembra más altas y el mismo montaje experimental, la PIV tomográfica (Tomo-PIV) reconstruye las intensidades de los voxeles utilizando un algoritmo de reconstrucción tomográfica iterativa (por ejemplo, técnica de reconstrucción algebraica multiplicativa, MART) seguido de correlación cruzada de sub-volúmenes que computan campos de flujo 3D instantáneos en una cuadrícula regular. Aquí se propone un nuevo algoritmo híbrido que, similar a MART, reconstruye iterativamente las posiciones de partículas en 3D al comparar las imágenes registradas con las proyecciones calculadas a partir de la distribución de partículas en el volumen. Pero al igual que en 3D-PTV, las partículas se representan por posiciones 3D en lugar de blobs de intensidad basados en voxeles como en MART. El conocimiento detallado de la función de transferencia óptica y de la forma de la imagen de la partícula es obligatorio, lo que puede diferir para diferentes posiciones en el volumen y para cada cámara. Usando datos sintéticos, se muestra que este método es capaz de reconstruir flujos densamente sembrados de hasta aproximadamente 0.05 ppp con una precisión similar a la de Tomo-PIV. Finalmente, el método se valida con datos experimentales.