استفاده از روش عکس برداری و پردازش تصویر در اندازه گیری قطر و سرعت قطرات باران شبیه سازی شده

تمامی روش ­های موجود در اندازه­ گیری خصوصیات قطرات بارش طبیعی یا شبیه ­سازی شده پرهزینه، طاقت­ فرسا و زمان ­بر هستند. در این تحقیق برای اندازه ­گیری توزیع قطری و سرعت قطرات بارش شبیه­ سازی شده از روش عکس­برداری با دوربین سرعت بالا (Nikon D۹۰) و تکنیک پردازش تصویر استفاده شده است. برای پردازش تصویر نرم­ افزار ImageJ و روش آشکارسازی لبه بکارگرفته شد و قطر قطرات با دقت هزارم میلی ­متر اندازه ­گیری شدند. نتایج حاصل از اندازه ­گیری قطر قطرات نشان داد که شبیه ­ساز حاضر در این مطالعه در فشار­های ۲۰، ۴۰، ۶۰ و ۸۰ کیلوپاسکل قادر به شبیه ­سازی قطراتی با دامنه قطری ۲/۰ تا بیش از ۶ میلی ­متر است. با توجه به عملکرد مناسب شبیه­ ساز باران در فشار ۶۰ کیلوپاسکل، سرعت قطرات برای کلاس های قطری مختلف در این فشار و در ارتفاع نیم متری از زمین از ۲/۱ تا ۵/۷ متر بر ثانیه محاسبه شد که به سرعت حد بارش طبیعی نزدیک است. هم­چنین با استفاده از آزمون دانکن مشخص شد که بین قطر قطرات تولید شده در هر ۴ فشار مختلف اختلاف معنی­ داری وجود دارد که با افزایش فشار قطر قطرات کاهش می­ یابد. در نهایت نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که عکس­برداری و پردازش تصویر روشی سریع، کم ­هزینه با دقت و صحت بالا در تعیین خصوصیات بارش شبیه ­سازی شده می­ باشد.

Keywords:

توزیع قطر قطرات , سرعت سقوط , عکس برداری , پردازش تصویر , آشکارسازی لبه , ImageJ