-
Natural sciences
- Marine geoscience
- Sedimentology
-
Engineering and technology
- Engineering instrumentation
- Fluid mechanics and fluid dynamics
Het gedrag van cohesief sediment (slib) wordt bestudeerd voor verschillende technische uitdagingen. Dit gebeurt zowel numeriek als met fysische experimenten. Het uitvoeren van fysische experimenten met natuurlijk slib heeft echter twee belangrijke tekortkomingen. Ten eerste is het gedrag van het slib tijdens de experimenten moeilijk reproduceerbaar. Bijgevolg geldt dit ook voor de experimenten zelf. Dit is een probleem voor de geloofwaardigheid van de experimenten en maakt het moeilijk om verschillende experimenten met elkaar te vergelijken. Om de stromingsdynamica in een vloeistof door middel van fysische experimenten te bestuderen, zijn metingen van druk en/of stromingssnelheden op meerdere locaties nodig. Technieken die dit mogelijk maken in slib staan alleen puntmetingen door middel van sondes toe. Er zijn meerdere sondes nodig om een afdoende resolutie van meetlocaties te verkrijgen, wat dan weer ongewenst is omdat deze de stroming in het slib beïnvloeden. Bij experimenteel onderzoek voor studie van vloeistofdynamica wordt hiervoor een techniek zoals PIV gebruikt. Deze leveren meerdere snelheidsmetingen op over een deel van het stromingsveld. Conventioneel gebruikt een PIV-opstelling optisch licht (laser) om de dynamica in de vloeistof te visualiseren en op te nemen. Deze opnames worden vervolgens verwerkt door een cross-correlatie PIV-algoritme, resulterend in een veld van snelheidsvectoren overstemmend met het gecapteerde deel van het stromingsveld. Aangezien slib geen optisch licht door laat is een alternatieve visualisatietechniek nodig om PIV op slib te kunnen toepassen. Dit onderzoek heeft tot doel middelen te vinden om deze twee tekortkomingen van experimenteel onderzoek met slib te verhelpen. Betreffende de reproduceerbaarheid van het gedrag van slib wordt vooral gekeken naar de procedure voor het conditioneren van het slib ter voorbereiding op de experimenten. Het blijkt dat conditionering met een combinatie van axiale en radiale menging de meeste controle oplevert over het bezinkgedrag van het slib tijdens de experimenten. Op zijn beurt resulteert dit in een betere reproduceerbaarheid van de experimenten. Ultrasone beeldvorming bleek de meest effectieve techniek te zijn om de stromingsdynamiek in de modder vast te leggen voor latere verwerking met een PIV-algoritme. De toepassing van PIV op ultrasone beelden is een bekende techniek in andere vakgebieden en wordt Ultrasound Image Velocimetry (UIV) genoemd.