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http://repositorioinstitucional.uea.edu.br//handle/riuea/5842
Title: | Medição da elevação da superfície d’água em experimentos 2d usando análise de imagens: uma ferramenta de validação na engenharia naval e oceânica |
Other Titles: | Measurement of water surface elevation in 2d experiments using image analysis: a validation tool in marine and ocean engineering |
Authors: | Sousa, Matheus Rocha de |
metadata.dc.contributor.advisor1: | Hernández Fontes, Jassiel Vladimir |
Keywords: | Elevação d’água;Análise por imagens;Erro;Experimentos hidrodinâmicos 2D;Water elevation;Image analysis;2D hydrodynamic experiments |
Issue Date: | 11-Oct-2022 |
Publisher: | Universidade do Estado do Amazonas |
metadata.dc.description.resumo: | Na Engenharia Naval e Oceânica, diversos fenômenos complexos de interação fluido-estrutura são comumente avaliados por meio de experimentos hidrodinâmicos bidimensionais simplificados. As medições obtidas por meio desses experimentos, tais como a evolução espacial e temporal da elevação da superfície d’água, são de grande importância para a validação de modelos analíticos e numéricos. Com a evolução constante dos dispositivos ópticos e a continua diminuição do seu custo, a medição baseada em imagens tem sido aplicada para quantificar o movimento da superfície d’água em experimentos, utilizando sensores “virtuais”. No entanto, ainda podem existir erros na medição final, causados por diversos tipos de distorções nas imagens utilizadas. O estudo destes erros nas medições é relevante para a determinação do nível de confiabilidade dos dados gerados a partir de imagens. O presente trabalho consiste na avaliação de erros devido a distorções de imagens nas medições de séries temporais de elevação da superfície d’água em ensaios hidrodinâmicos bidimensionais. Foi avaliada a influência da variação de diversas distorções das imagens nas medições da elevação da superfície d’água, incluindo variação da projeção azimutal, foco, ruido e escala. Para isto, foram utilizados vídeos de experimentos hidrodinâmicos disponíveis na literatura, relacionados com o problema de embarque de água no convés de uma estrutura fixa. Séries temporais de elevações de água em diferentes posições foram obtidas a partir desses vídeos, utilizando técnicas de processamento e análise de imagens de uso livre. Os resultados demonstraram que os efeitos devido às distorções de escala e ruido foram as mais consideráveis. Por outro lado, as distorções devido às distorções azimutal e foco apresentaram menos diferenças com relação às medições dos casos de referência. Este tipo de estudos pode contribuir na pesquisa que utiliza medições baseadas na análise de imagens, pois é recomendado expressar as medições com um nível de erro associado. Palavras-chave: , , , |
Abstract: | In Naval and Ocean Engineering, several complex phenomena of fluid-structure interactions are commonly evaluated through simplified two-dimensional hydrodynamic experiments. The measurements obtained through these experiments, such as the spatial and temporal evolution of the water surface elevation, are of great importance for the validation of analytical and numerical models. With the constant evolution of optical devices and the continuous decrease in their cost, image-based measurements have been applied to quantify water surface movement in experiments, using “virtual” sensors. However, there may still be errors in the final measurement, caused by different types of distortions in the images used. The study of these errors in measurements is relevant to determine the level of reliability of data generated from images. The present work consists in the evaluation of errors in measurements, based on images, of time series of water surface elevation in two-dimensional hydrodynamic tests. For this, videos of hydrodynamic experiments available in the literature were used, related to the problem of shipping water on the deck of a fixed structure. Time series of water elevations at different positions were obtained from these videos, using open-source image processing and analysis techniques. The influence of varying image distortions on water surface elevation measurements was evaluated, including variation in azimuthal projection, focus, noise, and scale. The results showed that the effects due to scale and noise distortions were the most considerable. On the other hand, the distortions due to the azimuthal and focus distortions showed less differences in relation to the measurements of the reference cases. This type of studies can contribute to research that uses measurements based on image analysis, as it is recommended to express measurements with an associated error level. |
URI: | http://repositorioinstitucional.uea.edu.br//handle/riuea/5842 |
Appears in Collections: | EST - Artigos de Periódicos |
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