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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2016.tde-24112016-111915
Document
Author
Full name
Marcos Rogerio Szeliga
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2003
Supervisor
Committee
Roma, Woodrow Nelson Lopes (President)
Giorgetti, Marcius Fantozzi
Maldonado, José Carlos
Ota, José Junji
Wendland, Edson Cezar
Title in Portuguese
Sistema óptico baseado em visão computacional para obtenção de níveis de turbulência na superfície de escoamentos livres com aplicação na determinação de parâmetros relacionados com a reoxigenação do meio líquido
Keywords in Portuguese
Autodepuração
Óptica
Reaeração
Turbulência
Visão computacional
Abstract in Portuguese
O sistema óptico baseado em Visão Computacional, consiste em dispositivos de geração, aquisição e processamento das imagens da incidência de um feixe laser sobre a superfície de um escoamento e reflexão sobre uma tela horizontal. Com função de medição da turbulência na superfície do fluxo, os dispositivos de geração e aquisição de imagens foram condicionados sobre um tanque de produção hidrodinâmica de turbulência, acionado por grades oscilantes. Um software, com interface gráfica, foi desenvolvido para processamento das imagens e obtenção de dados geométricos do escoamento. Com até 30 quadros por segundo é possível visualizar a oscilação turbulenta e também as superfícies 3D, equivalentes ao escoamento real, geradas numa malha de diferenças finitas. Obtêm-se velocidades verticais, ampliações superficiais e velocidades angulares, entre outros parâmetros, em diversas situações de turbulência. No mesmo tanque foram procedidas, previamente, medidas de concentração de oxigênio dissolvido segundo uma técnica que permite determinar o coeficiente de reaeração K2. Em modelo gráfico foram reunidos dados de turbulência e coeficientes K2 de forma a possibilitar a previsão desse coeficiente em escoamentos naturais, com aplicação na estimativa da capacidade de autodepuração nos corpos d'água receptores de efluentes, que sofrem rebaixamento do nível de oxigênio.
Title in English
Optical system based on machine vision for measurement of surface turbulence level in open flow with application on determination of parameters related to reaeration of the liquid phase
Keywords in English
Machine vision
Natural depuration
Optic
Reaeration
Turbulence
Abstract in English
The optical system based on machine vision consists on generation, acquisition and processing devices of the images of a laser beam incidence on a flow surface and reflection on a horizontal screen. To measure the turbulence in the surface flow, the generation and acquisition of images devices were conditioned on a tank of hydrodynamic turbulence production by oscillating grids. Software, with graphic interface, was developed for processing the images and obtaining geometric data of the flow. With up to 30 pictures per second it is possible to visualize the turbulent oscillation and also the 3D surfaces, equivalent to the real flow, generated in a mesh of finite differences. Vertical velocities, surface enlargements and angular velocities are obtained, among other parameters, in several turbulence situations. In the same tank were proceeded, previously, measures of concentration of dissolved oxygen according to a technique that allows to determine the reaeration coefficient K2. Turbulence data and coefficients K2 were gathered in a graphic model to make possible the forecast of this coefficient in natural flows, with application on the estimation of the natural depuration capability in the receiving water bodies of inflows, that suffer lowering of the oxygen level.
 
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Publishing Date
2016-11-24
 
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