Misure di flusso e cinematica delle bolle in un getto di parete aria-acqua mediante Particle Image Velocimetry e shadowgrafia 3D risolta nel tempo

In questo rapporto si descrive lo sviluppo di un algoritmo per la misura delle caratteristiche cinematiche tridimensionali delle bolle in flussi aria-acqua, sulla base dell'elaborazione di immagini shadowgrafiche acquisite da più punti di osservazione. L'algoritmo è stato applicato alla misura di un getto di parete bifase, in combinazione con misure di flusso bidimensionali effettuate mediante Laser Induced Fluorescent Particle Image Velocimetry. Un approccio preliminare alla caratterizzazione della riduzione di resistenza indotta dalla presenza di bassissime concentrazioni di microbolle, è riportato in \cite{jacob2010}. Una prima presentazione concettuale dell'algoritmo basato sulla shadowgrafia 3D è riportata in \cite{dinunno2020}, unitamente alla validazione tramite ricostruzione $3D$ di uns sfera rigida di dimensioni note e di alcune bolle isolate in galleggiamento. Nell'approccio presentato in questo report vengono introdotti: la calibrazione simultanea delle $4$ camere, l'utilizzo della geometria epipolare nella identificazione delle corrispondenze, l'approccio analitico per il calcolo delle intersezioni dei traced-rays. Il setup è stato progettato presso il CNR-INM di Roma e l'Università di Cassino, dove è stato anche assemblato in forma preliminare. L'allestimento e le misure sono state effettuate nel laboratorio di erosione dell'INM-CNR, con il supporto logistico dell'Ing. Edoardo Faiella e quello all'allestimento del setup sperimentale del Dott. Antonio Camassa. L'estrazione dei contorni delle bolle dalle immagini shadowgrafiche 2D e la preparazione dell'inseminante fluorescente per i test LIF-PIV sono state effettuate presso l'Università di Cassino.