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Three-dimensional fluid–structure interaction diagnostics using a single camera
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AI
DOI：10.1016/j.jfluidstructs.2025.104423.png)
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摘要
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一种利用单台光场相机同时捕捉时间分辨的三维、三分量（3D3C）速度场和结构变形的流体-结构相互作用（FSI）诊断新方法被提出。光场相机通过编码常规成像镜头收集的光线的空间和角度信息，能够从单张图像中重建三维场景。基于这一能力，开发了一种聚焦于低光学可及性实验场景的光场流体-结构相互作用（LF FSI）方法。采用正交分解（POD）来分离同一图像中包含的粒子与表面信息。引入一种基于相关性的深度估计技术，通过角度视角差异重建瞬时表面位置，并使用常规粒子图像测速（PIV）进行流场重建。通过同时运动的平板和涡环的合成图像验证了该方法学，观察到与独立测量相比，在流场和结构测量中的不确定性仅小幅增加（约0.5微米）。该方法通过在变粒子浓度流场中沿相机光轴平移的平板进行了实验验证。最后，展示了柔性膜周围流场和表面形状的同时重建，并进一步使用同时捕获的立体图像验证了表面重建。结果表明，LF FSI方法学提供了一种新能力，可通过单台相机同时测量大尺度流场特征和结构变形。
