Confronto fra tecniche PIV e UPDV per misure di velocità in convenzione naturale in una cavità chiusa contenente una sorgente termica

tecniche PIV e UPDV, per la determinazione dei campi di velocità nei fluidi in moto, vengono per la prima volta comparate nell’ambito di uno stesso esperimento relativo ai moti di convezione naturale indotti da una sorgente termica all’interno di una cavità chiusa. L’esperimento viene condotto utilizzando una resistenza termica cilindrica orizzontale in una cavità allungata a sezione quadrata, contenente acqua. Il caso analizzato è caratterizzato da numeri di Rayleigh modificato e Prandtl rispettivamente pari a Ra=17400 e Pr=8.03. Il confronto tra tecniche PIV e UPDV è svolto sia in termini quantitativi, determinando l’accuratezza e la precisione di misura, che evidenziando parametri qualitativi, quali la complessità d’uso della strumentazione nel particolare caso di studio. L’accuratezza delle tecniche di misura è anche stimata in riferimento alla risoluzione numerica del problema ottenuta mediante tecnica di simulazione numerica (DNS). Si descrivono l’apparato sperimentale, le procedure di rilevazione della velocità e gli esiti sulla comparazione tra le due tecniche di misura. L’indagine mostra che, nell’ambito dell’esperimento svolto, la tecnica PIV dimostra maggiore precisione, mentre la stima dell’accuratezza porta a risultati analoghi per le due tecniche; entrambe denunciano limiti in prossimità delle pareti solide.