Quelltext der Seite Magnetic Resonance Velocimetry

{{lang|en|'''Magnetic Resonance Velocimetry'''}} (MRV, engl.) ist ein experimentelles Verfahren zur Bestimmung von [[Geschwindigkeitsfeld]]ern in der [[Strömungslehre|Strömungsmechanik]]. MRV basiert auf dem Phänomen der [[Kernspinresonanz]] und adaptiert die [[Magnetresonanztomographie]] (MRT) der medizinischen Diagnostik für die Analyse technischer Strömungen. Die Geschwindigkeiten werden in der Regel mit dem Verfahren der [[Phasenkontrasttomographie]] bestimmt. Hierbei werden die Geschwindigkeiten aus den Phasenunterschieden in den Bilddaten berechnet, die wiederum unter Verwendung spezieller Gradientenverfahren erzeugt werden. Für die MRV können herkömmliche MRT-Geräte verwendet werden.<ref>{{cite journal |last=Ku |first=D.N. |last2=Biancheri |first2=C.L. |last3=Pettigrew |first3=R.I. |last4=Peifer |first4=J.W. |last5=Markou |first5=C.P. |last6=Engels |first6=H. |year=1990 |title=Evaluation of magnetic resonance velocimetry for steady flow |journal=Journal of Biomechanical Engineering }}</ref>

Der Begriff MRV ist durch die zunehmende Anwendung der Magnetresonanztomographie zur Geschwindigkeitsmessung von technischen Strömungen in den Ingenieurwissenschaften entstanden.<ref>{{cite journal  |last=Elkins |first=C. J. |last2=Markl |first2=M. |last3=Pelc |first3=N. |last4=Eaton |first4=J. K.   |year=2003  |title=4D Magnetic resonance velocimetry for mean velocity measurements in complex turbulent flows  |journal=Experiments in Fluids}}</ref>

== Anwendungen ==

Zu den Anwendungsmöglichkeiten der MRV in den Ingenieurwissenschaften gehören unter anderem:

* Analyse technischer Strömungen in komplexen Geometrien ([[Grenzschichtablösung|Ablösung]], Rezirkulationszonen)
* Validierung von numerischen Strömungssimulationen (CFD) durch 3D-Geschwindigkeitsfelder
* Iteratives Design komplexer innerer Strömungskanäle (in Kombination mit [[Rapid Prototyping]])
* Messung von Geschwindigkeit und Phasenzusammensetzung von Mehrphasenströmungen
* Analyse von Strömungen durch poröse Medien
* Interaktion nicht mischbarer Fluide

== Vorteile und Grenzen ==
Im Bereich der berührungslosen Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung ist im Gegensatz zu Verfahren wie [[Particle Image Velocimetry|PIV]] oder [[Laser-Doppler-Anemometrie|LDA]] kein optischer Zugang nötig. Zudem müssen dem Fluid keine Partikel zugesetzt werden. MRV erlaubt somit die Analyse des kompletten Strömungsfeldes in komplexen Geometrien und Bauteilen.<ref>{{cite journal  |last=Elkins |first=C. |last2=Alley |first2=M. T.  |year=2007  |title=Magnetic resonance velocimetry: applications of magnetic resonance imaging in the measurement of fluid motion  |journal=Experiments in Fluids}}</ref>
Aufgrund der Tatsache, dass gängige MR-Geräte auf die [[Kernspinresonanz]] von Wasserstoffprotonen ausgelegt sind, beschränken sich die erprobten Anwendungen von MRV auf Wasserströmungen. Gängige Skalierungskonzepte kompensieren diese Einschränkung. Zum Erreichen der räumlichen Auflösung müssen einzelne Datenerfassungsschritte in großer Zahl mit leichten Variationen wiederholt werden. Somit ist die MRV-Technik auf [[Stationäre Strömung|stationäre]] oder periodische Strömungen beschränkt.<ref>{{cite journal  |last=Fukushima |first=E. |year=1999  |title=Nuclear magnetic resonance as a tool to study flow  |journal=[[Annual Review of Fluid Mechanics]]}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Strömungsmesstechnik]]

== Literatur ==
* {{cite journal
 |last=Elkins |first=C. J. |last2=Markl |first2=M. |last3=Pelc |first3=N. |last4=Eaton |first4=J. K.
 |year=2003
 |title=4D Magnetic resonance velocimetry for mean velocity measurements in complex turbulent flows
 |journal=Experiments in Fluids
 |volume=34 |issue=4|pages=494–503
 |doi=10.1007/s00348-003-0587-z
}}
* {{cite journal
 |last=Elkins |first=C. |last2=Alley |first2=M. T.
 |year=2007
 |title=Magnetic resonance velocimetry: applications of magnetic resonance imaging in the measurement of fluid motion
 |journal=Experiments in Fluids
 |volume=43 |issue=6|pages=823–858
 |doi=10.1007/s00348-007-0383-2
}}
* {{cite journal
 |last=Fukushima |first=E.
 |year=1999
 |title=Nuclear magnetic resonance as a tool to study flow
 |journal=Annual Review of Fluid Mechanics
 |volume=31 |pages=95–123
 |doi=10.1146/annurev.fluid.31.1.95
}}
* {{cite journal
 |last=Ku |first=D. N. |last2=Biancheri |first2=C. L. |last3=Pettigrew |first3=R. I. |last4=Peifer |first4=J. W. |last5=Markou |first5=C. P. |last6=Engels |first6=H.
 |year=1990
 |title=Evaluation of magnetic resonance velocimetry for steady flow
 |journal=Journal of Biomechanical Engineering
 |volume=112 |issue=4|pages=464–472
 |doi=10.1115/1.2891212
}}

== Weblinks ==
* [https://profiles.stanford.edu/john-eaton Kurzprofil von Prof. John Eaton] (Stanford University)
* {{Internetquelle |offline=ja |zugriff= 2021-02-17 |url=http://www.mrv.tu-darmstadt.de/|titel= Gruppe „Magnetic Resonance Imaging for Mechanical Engineering“}}
* {{Internetquelle |autor=Robin Simson, Waltraud Buchenberg |url=http://www.uniklinik-freiburg.de/mr-en/research-groups/cardio/velocity-and-thermometry-in-technical-flows.html |titel=Velocity and thermometry in technical flows |archiv-url=https://web.archive.org/web/20141210150745/http://www.uniklinik-freiburg.de/mr-en/research-groups/cardio/velocity-and-thermometry-in-technical-flows.html |archiv-datum=2014-12-10 |abruf=2021-02-19}}
* [http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gold/pdfs/chara_mrv_online.pdf ''Measurement of cytoplasmic streaming in single plant cells by magnetic resonance velocimetry.''] (PDF; 342&nbsp;kB)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Strömungsmechanik]]
[[Kategorie:Dimensionale Messtechnik]]
[[Kategorie:Kernspinresonanz]]