Velocimetry
ویلوسیمیٹری سیالوں کی رفتار کی پیمائش ہے۔ یہ ایک ایسا کام ہے جسے اکثر نظر انداز کر دیا جاتا ہے، اور اس میں توقع سے کہیں زیادہ پیچیدہ عمل شامل ہوتے ہیں۔ یہ اکثر سیال حرکیات کے مسائل کو حل کرنے، سیال نیٹ ورک کا مطالعہ کرنے، صنعتی اور عمل کنٹرول ایپلی کیشنز کے ساتھ ساتھ نئی قسم کے سیال بہاؤ سینسر کی تخلیق میں استعمال ہوتا ہے۔ ویلوسیمیٹری کے طریقوں میں پارٹیکل امیج ویلوسیمیٹری اور پارٹیکل ٹریکنگ ویلوسیمیٹری، مالیکیولر ٹیگنگ ویلوسیمیٹری، لیزر پر مبنی انٹرفیرومیٹری، الٹراسونک ڈوپلر طریقے، ڈوپلر سینسر، اور سگنل پروسیسنگ کے نئے طریقے شامل ہیں۔ عام طور پر رفتار کی پیمائش لاگرانجین یا یولیرین فریم آف ریفرنس میں کی جاتی ہے (دیکھیں لاگرانجین اور یولیرین کوآرڈینیٹس)۔ لگرینجین طریقے ایک مقررہ وقت پر سیال کے حجم کو رفتار تفویض کرتے ہیں، جبکہ یولیرین طریقے ایک مقررہ وقت پر پیمائش کے ڈومین کے حجم کو رفتار تفویض کرتے ہیں۔ فرق کی ایک بہترین مثال ذرہ ٹریکنگ ویلکومیٹری ہے، جہاں خیال انفرادی بہاؤ ٹریسر ذرات (لگرینجین) اور ذرہ امیج ویلکومیٹری کی رفتار کو تلاش کرنا ہے، جہاں مقصد فیلڈ آف ویو (یولیرین) کے ذیلی علاقے کے اندر اوسط رفتار کو تلاش کرنا ہے۔ ویلوسیمیٹری کی تاریخ کا سراغ لیونارڈو ڈا ونچی کے دنوں سے لگایا جا سکتا ہے، جو ایک بہاؤ پر گھاس کے بیجوں کو تیراتے تھے اور بیجوں کے نتیجے میں آنے والے راستوں کا خاکہ بناتے تھے جو انہوں نے مشاہدہ کیا تھا (ایک لاگرانجین پیمائش)۔ بالآخر دا ونچی کے بہاؤ کے تصورات کو ان کے کارڈیو ویسکولر اسٹڈیز میں استعمال کیا گیا، جس میں انسانی جسم میں خون کے بہاؤ کے بارے میں مزید جاننے کی کوشش کی گئی۔ ڈا ونچی سے ملتے جلتے طریقے تکنیکی حدود کی وجہ سے تقریبا چار سو سال تک جاری رہے۔ ایک اور قابل ذکر مطالعہ 1833 میں فیلکس ساورٹ سے آتا ہے۔ سٹروبوسکوپک آلے کا استعمال کرتے ہوئے، اس نے واٹر جیٹ کے اثرات کا خاکہ تیار کیا۔ 19 ویں صدی کے آخر میں ان ٹیکنالوجیز میں ایک بہت بڑی پیش رفت ہوئی جب بہاؤ کے نمونوں کی تصاویر لینا ممکن ہوا۔ اس کی ایک قابل ذکر مثال لڈوگ ماچ ہے جس میں ننگی آنکھوں سے حل نہ ہونے والے ذرات کا استعمال کرتے ہوئے اسٹریم لائنز کو دیکھا جاتا ہے۔ ایک اور قابل ذکر تعاون 20 ویں صدی میں ایٹین جولس ماری نے کیا جس نے دھوئیں کے خانے کے تصور کو متعارف کرانے کے لیے فوٹو گرافی کی تکنیکوں کا استعمال کیا۔ اس ماڈل نے بہاؤ کی سمتوں کو ٹریک کرنے کے ساتھ ساتھ رفتار کو بھی ٹریک کرنے کی اجازت دی، کیونکہ اسٹریم لائنز ایک دوسرے کے قریب تیز بہاؤ کی نشاندہی کرتی ہیں۔ حال ہی میں تیز رفتار کیمروں اور ڈیجیٹل ٹیکنالوجی نے اس میدان میں انقلاب برپا کر دیا ہے۔ بہت سی مزید تکنیکوں کے امکان اور تین جہتوں میں بہاؤ کے شعبوں کی انجام دہی کی اجازت دیتا ہے۔ طریقے آج لیونارڈو کے قائم کردہ بنیادی خیالات ایک جیسے ہیں ؛ بہاؤ کو ایسے ذرات سے جڑا ہونا چاہیے جن کا مشاہدہ انتخاب کے طریقہ کار سے کیا جا سکے۔ بیج کے ذرات بہت سے عوامل پر منحصر ہوتے ہیں جن میں سیال، سینسنگ کا طریقہ، پیمائش کے ڈومین کا سائز، اور بعض اوقات بہاؤ میں متوقع رفتار شامل ہیں۔ اگر بہاؤ میں ایسے ذرات ہوتے ہیں جن کی پیمائش قدرتی طور پر کی جا سکتی ہے، تو بہاؤ کو بیج لگانا غیر ضروری ہے۔ ٹریسر کی لمبی نمائش امیجنگ کا استعمال کرتے ہوئے فلیوڈ اسٹریم ٹیوبز کی مقامی تعمیر نو کا اطلاق اسٹریم لائنز امیجنگ ویلوسیمیٹری، اسٹیشنری فلوز کے ہائی ریزولوشن فریم ریٹ فری ویلوسیمیٹری کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ ویلوسیمیٹرک معلومات کا عارضی انضمام سیال کے بہاؤ کو مکمل کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ حرکت پذیر سطحوں پر رفتار اور لمبائی کی پیمائش کے لیے لیزر سطح کے ویلکومیٹر استعمال کیے جاتے ہیں۔ سیال عام طور پر ذرہ کے انتخاب کو اس کی مخصوص کشش ثقل کے مطابق محدود کرتا ہے۔ ذرات مثالی طور پر سیال کی کثافت کے برابر ہونے چاہئیں۔ یہ خاص طور پر تیز رفتار کے ساتھ بہاؤ میں اہم ہے (مثال کے طور پر، 90 ڈگری پائپ کہنی کے ذریعے تیز رفتار بہاؤ)۔ پانی اور تیل جیسے بھاری سیال اس طرح ویلوسیمیٹری کے لیے بہت پرکشش ہوتے ہیں، جبکہ ہوا زیادہ تر تکنیکوں میں ایک چیلنج پیش کرتی ہے کہ ہوا کے برابر کثافت کے ذرات کو تلاش کرنا شاذ و نادر ہی ممکن ہے۔ پھر بھی، پی آئی وی جیسی بڑے میدان کی پیمائش کی تکنیکیں بھی ہوا میں کامیابی کے ساتھ انجام دی گئی ہیں۔ بیج کے لیے استعمال ہونے والے ذرات مائع بوندیں یا ٹھوس ذرات دونوں ہو سکتے ہیں۔ ٹھوس ذرات کو ترجیح دی جاتی ہے جب اعلی ذرہ ارتکاز ضروری ہوتے ہیں۔ لیزر ڈوپلر ویلکومیٹری جیسی نقطہ پیمائش کے لیے، نینو میٹر قطر کی حد میں ذرات، جیسے سگریٹ کے دھوئیں میں، پیمائش انجام دینے کے لیے کافی ہیں۔ پانی اور تیل میں مختلف قسم کے سستے صنعتی موتیوں کا استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ چاندی سے لیپت کھوکھلی شیشے کے دائرے جو کنڈکٹو پاؤڈر (دسیوں مائکرو میٹر قطر کی حد) کے طور پر تیار کیے جاتے ہیں یا دیگر موتیوں کو پینٹ اور کوٹنگ میں ریفلیکٹر اور بناوٹ کے ایجنٹوں کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ ذرات کو گول ہونے کی ضرورت نہیں ہے۔ بہت سے معاملات میں ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ کے ذرات استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ ہوائی جہاز کے شور کو کنٹرول کرنے کے لیے تحقیق میں متعلقہ ایپلی کیشنز پی آئی وی کا استعمال کیا گیا ہے۔ یہ شور ماحول کے ماحول کے درجہ حرارت کے ساتھ گرم جیٹ کے اخراج کے تیز رفتار اختلاط سے پیدا ہوتا ہے۔ اس رویے کو نمونہ بنانے کے لیے پی آئی وی کا استعمال کیا گیا ہے۔ مزید برآں، ڈوپلر ویلکومیٹری اس بات کا تعین کرنے کی غیر حملہ آور تکنیکوں کو قابل بناتا ہے کہ آیا حمل کی دی گئی مدت میں جنین مناسب سائز کے ہیں یا نہیں۔ خون کے بہاؤ اور ٹشو کی حرکت کی علاقائی پیمائش حاصل کرنے کے لیے طبی تصاویر پر چار جہتی پلمونری امیجنگ ویلوسیمیٹری کی بنیاد کا بھی اطلاق کیا گیا ہے۔ ابتدائی طور پر، معیاری پی آئی وی (سنگل پلین ایلیومینیشن) کو ایکس رے امیجز (مکمل حجم کی روشنی) کے ساتھ کام کرنے کے لیے ڈھال لیا گیا تھا، جس سے خون کے بہاؤ جیسے غیر واضح بہاؤ کی پیمائش کو قابل بنایا گیا۔ اس کے بعد اسے پھیپھڑوں کے بافتوں کی علاقائی 2 ڈی حرکت کی تحقیقات کے لیے بڑھایا گیا، اور یہ پھیپھڑوں کی علاقائی بیماری کا ایک حساس اشارہ پایا گیا۔ ویلوسیمیٹری کو ایک نئی تکنیک-کمپیوٹڈ ٹوموگرافک ایکس رے ویلوسیمیٹری کے ساتھ 3 ڈی علاقائی پیمائش خون کے بہاؤ اور ٹشو کی حرکت تک بڑھایا گیا تھا-جو 2 ڈی تصویری ترتیبات سے 3 ڈی پیمائش نکالنے کے لیے پی آئی وی کراس ارتباط میں موجود معلومات کا استعمال کرتا ہے۔ خاص طور پر، کمپیوٹیڈ ٹوموگرافک ایکس رے ویلکومیٹری ایک ماڈل حل تیار کرتی ہے، ماڈل کے کراس ارتباط کا موازنہ 2 ڈی امیج سیکوینس سے کراس ارتباط سے کرتی ہے، اور ماڈل حل کو اس وقت تک دہراتی ہے جب تک کہ ماڈل کراس ارتباط اور امیج سیکوینس کراس ارتباط کے درمیان فرق کم نہ ہو جائے۔ اس تکنیک کو پھیپھڑوں کی فعال کارکردگی کی مقدار کے لیے ایک غیر جارحانہ طریقہ کے طور پر استعمال کیا جا رہا ہے۔ اسے طبی ترتیب میں استعمال کیا جا رہا ہے، اور ڈیوک یونیورسٹی، وینڈربلٹ یونیورسٹی میڈیکل سینٹر اور اوریگون ہیلتھ سائنس یونیورسٹی بیرونی لنکس سمیت اداروں کے ذریعے چلائے جانے والے طبی ٹریلز میں استعمال کیا جا رہا ہے۔ ویلوسیمیٹری پورٹل لیزر فلو تشخیصی تکنیکوں (پی آئی وی، سٹیریو پی آئی وی، مائیکرو پی آئی وی، نینو پی آئی وی، ہائی سپیڈ پی آئی وی، پی ٹی وی، ایل ڈی وی، پی ڈی پی اے، پی ایل آئی ایف، آئی ایل آئی ڈی ایس، پی ایس پی وغیرہ) کے لیے ایک آن لائن مرکز ہے۔ یہ پورٹل تیار کیا جا رہا ہے تاکہ لیزر فلو تشخیصی تکنیکوں کے بارے میں زیادہ سے زیادہ معلومات مربوط طریقے سے فراہم کی جا سکیں۔ خدمات میں بنیادی اصول، ایپلی کیشنز، ڈسکشن فورمز، لنکس ٹو لنکس شامل ہیں۔ پی آئی وی، سٹیریو پی آئی وی، مائیکرو پی آئی وی، نینو پی آئی وی، تیز رفتار پی آئی وی، پی ٹی وی، ایل ڈی وی، پی ڈی پی اے، پی ایل آئی ایف، آئی ایل آئی ڈی ایس، پی ایس پی کے تمام موجودہ اور ممکنہ ایپلی کیشنز کو اکٹھا کرنے کے لیے ایک متمرکز کوشش کی جاتی ہے۔ ویلوسیمیٹری پورٹل کا مقصد لیزر فلو تشخیصی تکنیکوں سے متعلق تمام سوالات کے لیے حوالہ نقطہ بننا ہے۔ حوالہ جات پیمائش سیال حرکیات