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基于PIV的茎秆倒伏角度对坡面薄层流水动力学特性的影响
1
作者 张迪 张会兰 +2 位作者 李峰 谷方正 王铃涵 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期335-344,351,共11页
[目的]坡面植被在水流冲刷或风力等外力作用下,易发生不同程度的倒伏,为探究植被倒伏角度对坡面薄层流水动力特性及侵蚀冲刷过程的影响。[方法]利用亚克力圆柱体模拟植株茎秆,开展室内水槽冲刷试验,设置6组倒伏角度(45°、75°... [目的]坡面植被在水流冲刷或风力等外力作用下,易发生不同程度的倒伏,为探究植被倒伏角度对坡面薄层流水动力特性及侵蚀冲刷过程的影响。[方法]利用亚克力圆柱体模拟植株茎秆,开展室内水槽冲刷试验,设置6组倒伏角度(45°、75°、90°、105°、135°、150°)与3组流量条件(0.23、0.52、0.76 L/s),采用高频粒子图像测速系统(particle image velocimetry,PIV)捕捉流场图像并进行流场绘制,分析不同茎秆倒伏角度对流场特性、紊动特性与涡旋结构特征的影响。[结果]1)茎秆存在导致其上游对称面处的水流流速发生改变,在近床面区域形成沿床面向上游与沿茎秆向下的负向流动区(x/D=-0.1至x/D=-0.4,y/D=0至y/D=0.4),且茎秆前倾与后倾均会削弱水流的负向流动。2)随水深增加,垂向流速的紊动强度先增大后减小,紊动强度最大值出现的位置均位于y/D=0.2附近,说明该区域涡旋微结构作用强烈。3)茎秆存在导致上游对称面处的马蹄涡(horseshoe vortex,HV)结构产生。由于茎秆前倾与后倾对下降流的削弱作用,随倾斜角度的增加,马蹄涡系统变得明显,涡量增大且逐渐向柱体靠近,在达到90°后继续倾斜,马蹄涡系统强度反而减弱。HV1的涡量随柱体倾角变化总体呈先增大后减小的“抛物线型”变化规律,涡量最大值90°>105°>75°>135°>45°>150°。[结论]综合表明,在坡面水流发展初期,倾斜植株茎秆能够在一定程度上减弱茎秆底部水流的逆向流动,抑制下降流的产生,削弱马蹄涡结构,进而减轻薄层流对床面的侵蚀,且茎秆倾斜程度越大,对土壤侵蚀的抑制效果越好。 展开更多
关键词 坡面薄层流 倒伏角 流场 马蹄涡系统 piv
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平面叶栅叶顶间隙流场的PIV实验研究
2
作者 廖志弘 薛志亮 +2 位作者 樊雨骐 周永刚 吴学成 《动力工程学报》 北大核心 2025年第9期1387-1395,共9页
为研究叶顶间隙内部流场特征,搭建了平面叶栅实验系统,提出了将超声雾化水雾粒子作为示踪粒子、在测量区域上游导流叶栅入口加载示踪粒子的方案,通过数值模拟研究了示踪粒子加载对流场的影响及其加载特性,开展了流场可视化粒子成像测速(... 为研究叶顶间隙内部流场特征,搭建了平面叶栅实验系统,提出了将超声雾化水雾粒子作为示踪粒子、在测量区域上游导流叶栅入口加载示踪粒子的方案,通过数值模拟研究了示踪粒子加载对流场的影响及其加载特性,开展了流场可视化粒子成像测速(particle image velocimetry,PIV)实验,获得了间隙内部速度场图像。结果表明:示踪粒子加载方案满足PIV流场测量要求,能够获得高分辨率的流场图像;在叶顶间隙上、下游存在低速区,内部中、后段存在高速区,随着主流速度的增加,泄漏流速度增加,在下游的低速区越明显,并且随着距离叶顶高度的增加,内部高速区扩大。 展开更多
关键词 平面叶栅 叶顶间隙 流场特征 超声雾化水雾 piv
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基于PIV/PTV的直升机旋翼“沙盲”现象风沙两相流测量
3
作者 王少飞 潘翀 +2 位作者 张卫国 刘亚奎 齐中阳 《实验流体力学》 北大核心 2025年第4期28-35,共8页
本文采用粒子图像/追踪测速技术(PIV/PTV),对直升机旋翼近地悬停诱导的“沙盲”风沙两相流进行了测量。通过Γ2涡心识别和模态分解方法,精细描绘了尾流场中桨尖涡偏转、合并耗散的过程,并揭示了该过程中不同区域主导模态的空间分布形态... 本文采用粒子图像/追踪测速技术(PIV/PTV),对直升机旋翼近地悬停诱导的“沙盲”风沙两相流进行了测量。通过Γ2涡心识别和模态分解方法,精细描绘了尾流场中桨尖涡偏转、合并耗散的过程,并揭示了该过程中不同区域主导模态的空间分布形态和频率特征。通过对颗粒运动过程的观察,发现了颗粒受尾流场激励形成的波浪状团聚扩散结构。地表颗粒在近地区域(x/R=2~3)内被大量激励起动。对流场模态数据的相关分析表明,该区域内颗粒的起动与桨尖涡合并后形成的大尺度耗散结构的输运密切相关。 展开更多
关键词 直升机旋翼 沙盲 两相流 粒子图像/追踪测速技术 本征正交分解
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基于PIV技术的高强材料梁柱节点抗震性能研究
4
作者 赵丽霞 史晓磊 杨卓强 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第2期19-27,共9页
为了研究节点区配箍不足的高强筋(600MPa级)高性能混凝土梁柱边节点的抗震性能。对6个1/2缩尺梁柱边节点进行了低周反复荷载试验。试验节点的区别在于受弯钢筋的屈服强度、直径和混凝土强度。在试验中采用了粒子图像测速(PIV)技术对梁... 为了研究节点区配箍不足的高强筋(600MPa级)高性能混凝土梁柱边节点的抗震性能。对6个1/2缩尺梁柱边节点进行了低周反复荷载试验。试验节点的区别在于受弯钢筋的屈服强度、直径和混凝土强度。在试验中采用了粒子图像测速(PIV)技术对梁柱节点的剪切变形、梁弯曲变形、塑性铰长度、表面应变场和裂缝开展进行精确测量。试验结果表明,采用PIV能够较准确地观测梁裂缝的开展情况,配置高强筋的节点与采用400MPa级钢筋的节点相比,配置400MPa级钢筋梁内出现应力集中的现象。此外,节点剪切变形和梁裂缝宽度也较大,而塑性铰长度得到减小。高强混凝土和高强钢筋的组合使用提高了结构的耗能能力和初始刚度。 展开更多
关键词 高强钢筋 高性能混凝土 低周反复荷载 梁柱节点 piv技术
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矩形多桥墩绕流水力特性PIV试验
5
作者 金爽 张景洲 路明 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第26期11335-11345,共11页
为研究矩形多桥墩绕流水力特性,利用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术,对不同纵、横间距比T/L、B/D方形布置四矩形桥墩和并列两矩形桥墩开展绕流试验,分析其流场分布、紊动强度、雷诺应力等水力特性。结果表明:1.5≤T/... 为研究矩形多桥墩绕流水力特性,利用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术,对不同纵、横间距比T/L、B/D方形布置四矩形桥墩和并列两矩形桥墩开展绕流试验,分析其流场分布、紊动强度、雷诺应力等水力特性。结果表明:1.5≤T/L=B/D≤2.5时,存在分界线X=200 mm使得时均流速从四矩形桥墩布置高于两并列矩形桥墩,变为后者高于前者。紊动强度在并列两矩形桥墩布置时,断面大致呈M形分布,而在四矩形桥墩时对称性则不明显,且其紊动强度总体低于两矩形桥墩。当T/L=B/D=1.0时,四矩形桥墩两侧雷诺应力整体呈现正负交替的反对称四极子分布,随着间距比的增大,下游桥墩两侧极子中心点位置向上游偏移。研究结果揭示了矩形桥墩不同间距比条件下的绕流特性,对类似水利工程中桥墩布置具有一定参考价值。 展开更多
关键词 矩形桥墩 绕流 间距比 时均流速 piv
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水流作用下的群桩流场特性PIV试验研究
6
作者 潘新颖 郭云辉 +2 位作者 梁丙臣 吴政杰 杨博 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期54-62,共9页
基于粒子图像测速技术(PIV)开展物理模型试验,对雷诺数Re分别为2400、6000、12000条件下,流向桩心距比为5、横向桩心距比为4时,3×3矩形排列圆桩群桩的局部流场特性开展研究。结果表明,中下游桩间与上中游桩间的流场特性存在显著差... 基于粒子图像测速技术(PIV)开展物理模型试验,对雷诺数Re分别为2400、6000、12000条件下,流向桩心距比为5、横向桩心距比为4时,3×3矩形排列圆桩群桩的局部流场特性开展研究。结果表明,中下游桩间与上中游桩间的流场特性存在显著差异,雷诺数对桩间流场变化影响明显。当Re为2400和6000时,上游中间桩后的尾流涡漩生成长度及回流区长度明显大于两侧边桩,Re为6000时现象更明显,而当Re增大至12000时此现象消失。受上游桩遮蔽作用,中游桩桩后的尾涡强度明显弱于前排桩,回流区面积随之减小。随着雷诺数增大,上游桩桩后尾涡生成长度、回流区尺度逐渐减小。此外,还分析了紊动强度与雷诺切应力在群桩内部平面上的分布变化。本研究以高桩码头桩基础为原型,分析群桩内部流场特性变化,研究结论有助于推进高桩码头泥沙冲淤变化机理的研究,提高高桩码头的安全评估能力。 展开更多
关键词 恒定流 群桩流场 粒子图像测速技术
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基于PIV技术的非饱和膨胀土径向劈裂试验研究
7
作者 马世茂 于怀昌 +3 位作者 孙统领 张俊然 王闯 王子睿 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第S01期378-385,共8页
非饱和膨胀土的径向劈裂强度与裂隙扩展之间存在密切联系,分析不同含水率下非饱和膨胀土的裂隙演化机制,对南水北调中线工程膨胀土渠段的工程灾害防治具有重要的理论意义和工程实用价值。联合运用WP4C仪、压力板和PIV(Particle image ve... 非饱和膨胀土的径向劈裂强度与裂隙扩展之间存在密切联系,分析不同含水率下非饱和膨胀土的裂隙演化机制,对南水北调中线工程膨胀土渠段的工程灾害防治具有重要的理论意义和工程实用价值。联合运用WP4C仪、压力板和PIV(Particle image velocimetry,PIV)劈裂试验系统,对南水北调中线工程邓州段某高填方渠堤非饱和膨胀土进行了一系列的持水特性试验和劈裂试验,结合持水特征曲线,揭示了不同含水率膨胀土的劈裂强度、裂隙演化过程、位移矢量场的变化规律及其内在机理。试验表明:(1)膨胀土的含水率和饱和度均随吸力的增大而减小。在低吸力范围内膨胀土试样含水率和饱和度随吸力的增加而减小趋势缓慢;在高吸力范围内,含水率和饱和度与吸力基本呈线性关系,随吸力的增加,试样的含水率和饱和度显著减小。(2)含水率对膨胀土的劈裂强度具有显著影响。随含水率的增加,试样的劈裂峰值荷载呈先增加后减小的变化规律,劈裂峰值荷载在含水率为3%~12%范围内持续增加,而在12%~24%范围内持续减小;上述试验现象与不同含水率膨胀土试样具有不同的颗粒间液桥作用有密切的内在联系。(3)不同含水率下膨胀土劈裂试验荷载-位移曲线均可分为荷载接触阶段、荷载线性增加阶段、张拉破坏阶段和残余阶段。膨胀土劈裂试验不同阶段的裂隙、位移矢量场的变化规律与荷载-位移曲线变化之间存在着一一对应关系。 展开更多
关键词 piv技术 膨胀土 劈裂 含水率 持水特性 位移矢量场
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PIV空间分辨率对湍流多点统计量测量的影响 被引量：1
8
作者 巩雪纯 王封 +1 位作者 郗恒东 徐海涛 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期44-57,共14页
粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV),尤其是平面PIV,因其技术成熟且能提供瞬时流场,被广泛应用于湍流统计特性实验研究。PIV测量的空间分辨率(实验测量中所能解析的最小流场尺度,由图像处理时问询域窗口大小决定)不能准确分... 粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV),尤其是平面PIV,因其技术成熟且能提供瞬时流场,被广泛应用于湍流统计特性实验研究。PIV测量的空间分辨率(实验测量中所能解析的最小流场尺度,由图像处理时问询域窗口大小决定)不能准确分辨湍流中的小尺度运动,导致PIV测量获得的湍流多点统计量的定量信息(如速度结构函数、湍流耗散率等)包含一定误差。为定量分析这一误差,本文采用空间滤波模型模拟PIV测量对单点速度矢量的作用,进而推导出PIV测得的速度结构函数及湍流耗散率随滤波尺度的变化规律。为检验该模型,通过模拟示踪粒子在基于均匀各向同性湍流直接数值模拟(DNS)得到的湍流速度场中的运动及PIV系统对其的成像,获得了计算合成的PIV粒子图像,采用标准PIV算法对该图像进行处理,获得了速度场并计算得到了相关的湍流统计量,将其与基于真实DNS数据计算得到的统计量对比,获得了定量的误差信息,并与模型的预测结果进行了对比。研究结果表明:本文建立的模型反映了PIV测量中空间分辨率对湍流统计量的影响。在冯·卡门旋流系统产生的近似均匀各向同性流场中进行了平面PIV测量,针对测量得到的速度结构函数与K41理论结果的误差,采用基于本文模型得到的结论进行了分析与校正。本文工作为PIV测量得到的湍流统计量(尤其是小尺度多点统计量)给出了一个基于理论指导的修正方案。 展开更多
关键词 平面piv测量 误差分析 空间滤波 速度结构函数 湍流耗散率
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基于粒子图像分割的混合PIV-PTV算法
9
作者 李拓 张清福 +6 位作者 潘翀 陈爽 申俊琦 王宏伟 李晓辉 黄湛 王晋军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期68-75,I0002,共9页
粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要... 粒子图像测速法(particle image velocimetry,PIV)因其非接触场测量的特性,已成为空气动力学领域的主要测量工具。复杂流动的速度场往往具有非均匀性,示踪粒子难以在待测空间均匀分布。因此,在应用PIV互相关算法处理粒子稀疏区时,需要采用更大的查询窗口以降低测量的不确定度,但会带来空间分辨率低的实际问题。而粒子追踪测速法(particle tracking velocimetry,PTV)追踪单个示踪粒子的跨帧位移,具有比PIV更高的空间分辨率,但难以适用于粒子浓度高的稠密区。针对PIV、PTV各自的优点,本文发展了一种基于粒子图像分割的混合PIV-PTV测速技术。首先定义了基于维诺多边形的粒子局部浓度量度,用以计算示踪粒子在粒子图像上的局部浓度场;其次通过设定的浓度阈值对粒子进行二分类,使用基于高斯核函数的支持向量机寻找出最优的分类边界,从而实现对粒子图像的粒子稀疏区和稠密区的划分;最后对两个区域分别使用PIV和PTV进行速度场计算,并合并为完整的速度场输出。仿真结果表明,上述方法可实现对粒子图像中的示踪粒子稀疏区和稠密区的自动划分,有效提高速度场测量的空间分辨率。将该方法应用在马赫数Ma=6的湍流边界层近壁测量中,可有效解决高速条件下粒子因强剪切难以进入边界层近壁区的问题,显著提高对近壁流动的解析能力。 展开更多
关键词 粒子图像测速 混合piv-PTV 粒子图像分割 支持向量机 维诺多边形
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基于四边形孔静力定向裂岩的断裂评判标准研究 被引量：1
10
作者 苏永华 杨忠武 +1 位作者 岳梢 李明 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期695-705,共11页
静力膨胀裂岩技术中,尖角钻孔因应力集中效应显著,可大幅提升断裂效果。研究尖角较多的四边形孔静力裂岩的定向致裂机制并提出评判标准定量分析裂岩效果具有显著意义。为此,通过改变致裂岩石面积、钻孔数量与形状设计软岩相似试样开展... 静力膨胀裂岩技术中,尖角钻孔因应力集中效应显著,可大幅提升断裂效果。研究尖角较多的四边形孔静力裂岩的定向致裂机制并提出评判标准定量分析裂岩效果具有显著意义。为此,通过改变致裂岩石面积、钻孔数量与形状设计软岩相似试样开展静力膨胀试验,并利用粒子图像测试技术(particle image velocimetry,简称PIV)技术监测试样断裂过程及应变花记录并分析动态断裂力学行为;其次,引入平均能量利用率、断裂时效比、应力比及断裂面积比系数来量化试样断裂效果,提出断裂系数作为综合评判标准。结果表明:各试样均沿着四边形尖角角平分线发育两条主裂纹,随裂纹发展,应力峰值及总能量递减,断裂时间滞后。单孔作用下致裂岩石,梯形孔应力集中效应较菱形孔高13.75%,断裂效果更好;双孔相互作用下致裂岩石,菱形孔应力集中效应比梯形孔高16.67%,且应力衰减较缓。其中,方形-菱形孔的平均能量利用率最高,为62.66%;菱形-梯形孔组合断裂效果提升不大,断裂系数仅比单梯形孔高6.67%;方形-梯形孔组合断裂效果最好,断裂系数为1.15。 展开更多
关键词 静力膨胀 四边形孔 定向致裂 piv技术 能量利用率 断裂系数
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湿颗粒体系下冲击坑的形成模式分析
11
作者 刘鑫 颜文超 +4 位作者 吴自雨 周文龙 徐昇 张思睿 肖儿良 《上海理工大学学报》 北大核心 2025年第4期422-429,共8页
为深入理解行星表面复杂环境下冲击坑的形成机制,在实验室模拟低速撞击过程,系统研究了颗粒粒径和含水量对冲击坑动力学行为的影响。实验采用不同粒径的玻璃珠作为颗粒床,通过调节含水量,利用高速相机和粒子图像测速(PIV)技术捕捉冲击... 为深入理解行星表面复杂环境下冲击坑的形成机制,在实验室模拟低速撞击过程,系统研究了颗粒粒径和含水量对冲击坑动力学行为的影响。实验采用不同粒径的玻璃珠作为颗粒床,通过调节含水量,利用高速相机和粒子图像测速(PIV)技术捕捉冲击过程中颗粒的流动特性。结果表明,湿颗粒体系中的冲击坑形成存在扩散崩塌型、堆积崩塌型和不崩塌型3种典型模式,其形成模式由颗粒粒径和含水量共同决定。通过冲击坑形成模式相图的分析,详细讨论了相图发送相变的原理。进一步分析冲击坑尺度形成规律发现,冲击坑直径随含水量增加而减小并趋于稳定,而在相同含水量下,湿颗粒粒径越大,冲击坑直径越大,最终得出冲击尺度特征统一描述的幂律规律。研究成果可为理解行星地质演化提供实验依据和理论模型。 展开更多
关键词 湿颗粒 piv 冲击坑形成模式 相图 尺度规律
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纳米胶在混凝土输水工程中的减阻降糙特性
12
作者 穆祥鹏 张哲琦 +3 位作者 李军强 陈文学 崔巍 牛子厚 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第2期473-480,共8页
为探究纳米胶对混凝土输水工程的降糙特性,设计建造有压输水箱涵物理模型试验系统,采用压差测量系统及2D-PIV系统分别测量了喷涂纳米胶前后的混凝土壁面糙率,分析了近壁二维流场变化。结果表明:喷涂纳米胶后,混凝土壁面糙率可减少13.90%... 为探究纳米胶对混凝土输水工程的降糙特性,设计建造有压输水箱涵物理模型试验系统,采用压差测量系统及2D-PIV系统分别测量了喷涂纳米胶前后的混凝土壁面糙率,分析了近壁二维流场变化。结果表明:喷涂纳米胶后,混凝土壁面糙率可减少13.90%,体现出了良好的降糙效果;近壁区域水流结构改变,垂向平均流速增大、流速梯度减小,说明纳米胶使得混凝土壁面滞水作用降低,减小了水流阻力。本研究初步揭示了纳米胶应用于混凝土壁面的降糙特性,可为其在长距离输水工程中的推广应用提供科学依据。 展开更多
关键词 输水能力 降糙 近壁流场 piv 无机纳米硅酸盐水溶液渗透结晶材料
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页岩储层剪切滑移粗糙缝内支撑剂铺置实验研究
13
作者 张涛 陈洪丽 +5 位作者 王琨 苟浩然 张一凡 唐堂 周航宇 左恒愽 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第1期131-141,共11页
在裂缝剪切滑移和壁面粗糙形态影响下,缝内流体流动通道不均匀,压裂液携砂运移铺置规律更加复杂。选用龙马溪组取心劈裂获得的岩石裂缝面,通过拉伸、叠加、雕刻等手段获得粗糙裂缝平板,构建了单面粗糙支撑剂输送平板裂缝实验装置。采用... 在裂缝剪切滑移和壁面粗糙形态影响下,缝内流体流动通道不均匀,压裂液携砂运移铺置规律更加复杂。选用龙马溪组取心劈裂获得的岩石裂缝面,通过拉伸、叠加、雕刻等手段获得粗糙裂缝平板,构建了单面粗糙支撑剂输送平板裂缝实验装置。采用砂堤形态半定量和固液两相流定量测试方法,开展了非均匀流动通道粗糙缝内不同粗糙度、排量、黏度、粒径条件下的支撑剂输送实验,并对不同粗糙度条件下的裂缝近井带区域进行了PIV(粒子图像测速)/PTV(粒子跟踪测速)技术测试。结果表明:粗糙缝内流动通道不均匀,支撑剂铺置形态受优势通道影响,呈现不规整的凹型结构;流体和支撑剂流经大凸起结构附近时,会改变原来运动方向朝优势通道流动,同时支撑剂运动方向也受到堆积的砂堤形态影响;排量是降低优势通道影响的主控因素,降低排量易对优势通道实现有效封堵;不同黏度、粒径条件下,优势通道影响依然存在,黏度和粒径主要影响支撑剂的输送距离和堆积方式,黏度增大或粒径减小会造成支撑剂输送距离增大,砂堤以“层叠式”堆积。 展开更多
关键词 粗糙缝 剪切滑移 支撑剂输送 砂堤形态 piv技术 PTV技术
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细颗粒含量影响渗流侵蚀规律的细观机理研究
14
作者 梁越 冉裕星 +2 位作者 许彬 张鑫强 何慧汝 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期1099-1106,共8页
开展细颗粒的运移特性探究对于明确渗流侵蚀规律具有极为重要的意义,细颗粒含量将直接影响土体的抗侵蚀性能。基于自研的粒子图像测速(PIV)/平面激光诱导荧光(PLIF)渗流侵蚀试验系统,分析了初始细颗粒含量对于渗流侵蚀过程中的临界水力... 开展细颗粒的运移特性探究对于明确渗流侵蚀规律具有极为重要的意义,细颗粒含量将直接影响土体的抗侵蚀性能。基于自研的粒子图像测速(PIV)/平面激光诱导荧光(PLIF)渗流侵蚀试验系统,分析了初始细颗粒含量对于渗流侵蚀过程中的临界水力梯度及流速变化影响。研究表明:根据流速演变规律,渗流侵蚀过程可基本分为稳定、局部破坏、整体破坏3个阶段,从而定义了局部破坏、整体破坏临界水力梯度,两种临界水力梯度均随初始细颗粒含量的增加而增大。当初始细颗粒含量低于20%时,试样处于欠填状态,具有明显整体破坏现象;整体破坏后,试样实测平均流速随水力梯度的增加而加速上升。当初始细颗粒含量高于30%时,试样基本处于满填状态,具备极高抗侵蚀性能;试样整体实测平均流速偏低。局部破坏阶段中,试样实测平均流速变化速率随初始细颗粒含量的增加而显著降低。可知,初始细颗粒含量对于试样的渗流侵蚀细观机理具有显著影响。 展开更多
关键词 细颗粒含量 透明土技术 粒子图像测速(piv) 平面激光诱导荧光(PLIF) 渗流侵蚀
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水流扰动环境中微囊藻群体生长及成群分析 被引量：1
15
作者 胡怡玲 杨忠勇 +2 位作者 冉薇 杨京 纪道斌 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3280-3288,共9页
为探讨水流扰动对微囊藻水华生长和颗粒成群特征的影响,基于水槽开展室内控制实验,设置频率分别为30,40,50,60min^(-1)的水流扰动环境,分析不同条件下微囊藻的生长和群体尺寸变化过程.结果表明,低强度水流扰动(fb<40min^(-1)或流速&l... 为探讨水流扰动对微囊藻水华生长和颗粒成群特征的影响,基于水槽开展室内控制实验,设置频率分别为30,40,50,60min^(-1)的水流扰动环境,分析不同条件下微囊藻的生长和群体尺寸变化过程.结果表明,低强度水流扰动(fb<40min^(-1)或流速<0.026m/s)有助于藻类分泌EPS,此时,叶绿素a浓度(Chl-a)与胞外聚合物(EPS)浓度具有较高相关性(r^(2)>0.85).高强度水流扰动(fb>50min^(-1)或流速>0.034m/s)则抑制藻类分泌EPS,使叶绿素a浓度与EPS浓度的相关性降低(r^(2)<0.8).在本文所设的流速范围(0~0.08m/s)和湍动能范围(0~0.004m^(2)/s^(2))内,微囊藻群体尺寸变化较小(0.4~0.6mm).实验中还发现,低强度水流扰动有利于藻类形成表面水华层,且水华层的存续时间较短;而较高强度的水流扰动则抑制藻类聚集成群形成水华层,并延长藻类的存活时间. 展开更多
关键词 微囊藻水华 水体扰动 控制实验 piv 藻颗粒成群
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弹性管自激振荡的实验研究
16
作者 夏振炎 赵紫豪 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期610-618,共9页
为研究弹性管自激振荡现象的发生机理与运动规律,以应用到生物医疗等领域,本文通过采用粒子图像测速技术(PIV),进行了104组不同工况的实验测量,包括不同液体、不同流速、不同外部压强等流场条件,得到了各种工况的速度信号和压强信号.采... 为研究弹性管自激振荡现象的发生机理与运动规律,以应用到生物医疗等领域,本文通过采用粒子图像测速技术(PIV),进行了104组不同工况的实验测量,包括不同液体、不同流速、不同外部压强等流场条件,得到了各种工况的速度信号和压强信号.采用流场分析,压强能谱分析,速度能谱和本征正交分解分析的方法,研究了不同条件对自激振荡的影响.通过分析比较,发现各方法结果一致性较好,实验获得了弹性管自激振荡发生参数条件分布图,详细分析了该实验条件下流场发生转捩的运动过程.研究了引发自激振荡前后流场的能谱变化、压强波动和流动结构时空演化规律,讨论了自激振荡各工况流场速度模态分解与重构的运动特征,给出了流场外部条件对自激振荡的影响规律,得出的结论可应用于流固耦合领域以及医疗领域. 展开更多
关键词 自激振荡 粒子图像测速 能谱分析
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双层折流板三弧叶桨釜内流场的特性研究 被引量：1
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作者 卢贤俊 许家宝 +2 位作者 徐子强 陶兰兰 周勇军 《湿法冶金》 北大核心 2025年第2期256-263,共8页
通过粒子图像测速技术(PIV)研究了双层折流板三弧叶组合桨搅拌槽内转速N、离底距C_(1)及桨间距C_(2)的变化对流场产生的影响,并对双层折流板三弧叶桨和双层无折流板三弧叶桨的釜内流场特性进行了模拟对比。结果表明:当N=110 r/min时,釜... 通过粒子图像测速技术(PIV)研究了双层折流板三弧叶组合桨搅拌槽内转速N、离底距C_(1)及桨间距C_(2)的变化对流场产生的影响,并对双层折流板三弧叶桨和双层无折流板三弧叶桨的釜内流场特性进行了模拟对比。结果表明:当N=110 r/min时,釜内流场速度分布相对均匀,釜内高速区集中在桨叶附近;桨间距的提升会影响上下桨叶之间的相互配合效果;当C_(2)=0.27 h(h为搅拌釜液面高度)时,桨叶之间连接流稳定,釜内的整体混合能力显著增强;C_(1)对近液面区域及釜底区域的混合效果影响较大,当C_(1)=0.29 h时,釜内低速区面积大幅减少;双层折流板三弧叶桨的折流板限制了其径向推流能力,但轴向推流能力得到了显著增强。研究结果可为双层折流板三弧叶桨在实际工业中的应用提供参考。 展开更多
关键词 搅拌槽 双层折流板三弧叶桨 搅拌釜 piv CFD
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三种叠放形式的圆管型人工鱼礁流场效应数值模拟与PIV试验研究 被引量：23
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作者 郑延璇 梁振林 +6 位作者 关长涛 宋协法 李娇 崔勇 李强 单晓鸾 徐雯雯 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期11-19,共9页
人工鱼礁单体按不同的数量和排列方式组合投放会产生不同的流场效应。圆管型礁为目前黄渤海区增殖礁的重要礁体型式,为优化该礁体的投放数量与排列方式,选择了3种不同叠放个数(1个、3个和6个)的圆管礁,设定了5个流速梯度(4.5、9.0、13.5... 人工鱼礁单体按不同的数量和排列方式组合投放会产生不同的流场效应。圆管型礁为目前黄渤海区增殖礁的重要礁体型式,为优化该礁体的投放数量与排列方式,选择了3种不同叠放个数(1个、3个和6个)的圆管礁,设定了5个流速梯度(4.5、9.0、13.5、18.0和22.5cm/s),利用PIV粒子图像测速技术和Fluent数值模拟软件对圆管型人工鱼礁的流场进行水槽模型试验和数值模拟。结果表明,数值模拟结果与水槽试验结果基本吻合,误差在20%以下,表明数值模拟能够反映人工鱼礁的流场效应;当礁体叠放个数一定时,最大上升流流速、上升流高度和上升流面积均随来流速度的增加而增大,背涡流面积呈现不规则的变化;当来流速度一定时,最大上升流流速、上升流面积、上升流高度和背涡流面积均随礁体叠放个数的增加而增大。 展开更多
关键词 人工鱼礁 流场效应 数值模拟 piv试验
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PIV技术的几种实现方法 被引量：22
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作者 孙鹤泉 沈永明 +2 位作者 王永学 康海贵 李广伟 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期105-108,共4页
PIV技术是一种基于流场图像互相关分析的二维流场非接触式测试技术。在介绍利用Fourier变换的互相关特性及其快速算法实现PIV技术的基础上,介绍了可提高分析效率的实序列Fourier变换的实现方法,并进而提出了一种更高效的基于Hartley变... PIV技术是一种基于流场图像互相关分析的二维流场非接触式测试技术。在介绍利用Fourier变换的互相关特性及其快速算法实现PIV技术的基础上,介绍了可提高分析效率的实序列Fourier变换的实现方法,并进而提出了一种更高效的基于Hartley变换的分析法,给出了分离式内核的Hartley变换互相关特性的明确表达式。从算法复杂性理论与实际分析时间两方面对3种方法进行的比较,充分说明了Hartley变换在PIV技术应用中的优越性。 展开更多
关键词 piv技术 二维流场 粒子图像测速法 FOURIER变换 HARTLEY变换 水质点
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PIV技术及其在两相流测量中的应用 被引量：16
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作者 万立国 任庆凯 +2 位作者 田曦 艾胜书 刘自放 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期463-467,共5页
作为一种瞬时全场速度测量方法,PIV测试技术已被广泛应用于液体或气体的单相流流场测定。对于两相流PⅣ技术,目前还处于起步与发展阶段。文章介绍了PIV技术的基本原理,并对其在气-固、气-液及液-固两相流领域中的研究应用状况做了总结... 作为一种瞬时全场速度测量方法,PIV测试技术已被广泛应用于液体或气体的单相流流场测定。对于两相流PⅣ技术,目前还处于起步与发展阶段。文章介绍了PIV技术的基本原理,并对其在气-固、气-液及液-固两相流领域中的研究应用状况做了总结与分析,同时指出了PIV技术的应用前景和未来发展方向。 展开更多
关键词 速度测量 piv 两相流
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