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粒子图像测速技术优化设计盲端扰流器
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作者 高金良 李坤仪 +6 位作者 王全 齐世华 田园 于景洋 刘仁涛 陈健勋 丁言琛 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第6期35-42,共8页
针对中国城镇供水管网中存在的盲端支管污染问题,提出安装扰流器的创新解决方案。通过粒子图像测速技术,系统研究扰流器对低雷诺数湍流中盲端支管内污染物扩散的影响及控制效果,并对其设计参数进行优化。结果表明:扰流器能够在盲端支管... 针对中国城镇供水管网中存在的盲端支管污染问题,提出安装扰流器的创新解决方案。通过粒子图像测速技术,系统研究扰流器对低雷诺数湍流中盲端支管内污染物扩散的影响及控制效果,并对其设计参数进行优化。结果表明:扰流器能够在盲端支管与干管交界处形成空腔结构,显著改变干管来流路径与流动模式,降低盲端支管内旋转强度,减弱掺混效果;扰流器的设计参数包括倾斜角度、高度和宽度,安装位置对控制效果具有显著影响;倾斜角度为30°、高度较大、宽度更大的扰流器以及安装在干管前缘的位置更能有效抑制污染物向干管扩散。本研究为供水管网水质保障与运营管理提供了新的思路和方法,对维护居民用水安全具有重要意义。 展开更多
关键词 供水管网 盲端 扰流器 粒子图像测速技术 水质改善
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基于粒子图像测速技术的纤维改性珊瑚泥面层龟裂模型试验研究
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作者 方华强 丁选明 +5 位作者 张灵芝 李一夫 王红 辛义文 彭宇 李铮 《岩土力学》 北大核心 2025年第2期368-380,共13页
为了开发珊瑚泥的工程应用价值,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,进行了聚乙烯醇(polyvinylalcohol,简称PVA)纤维改性珊瑚泥面层模型龟裂试验研究。获得了珊瑚泥面层的位移场和速度场,从多物理场作用、能量... 为了开发珊瑚泥的工程应用价值,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,进行了聚乙烯醇(polyvinylalcohol,简称PVA)纤维改性珊瑚泥面层模型龟裂试验研究。获得了珊瑚泥面层的位移场和速度场,从多物理场作用、能量耗散角度揭示了珊瑚泥面层龟裂及抑裂机制。探讨了多物理场与土体水分蒸发、收缩以及龟裂之间的相互作用机制,为龟裂动力学行为提供了新视角。结果表明:(1)珊瑚泥面层表面颗粒移动轨迹在重力场的影响下呈现为顺时针涡流形式的收缩方向。珊瑚泥面层土颗粒在裂隙位置处具有极大值速率,而且随着裂隙的萌生、发育到扩展稳定,土颗粒速率会经历加速阶段,到达峰值后转变为衰减阶段。(2)珊瑚泥内部分碳酸盐矿物成分会发生化学硬化、结晶以及胶凝,PVA纤维与珊瑚泥颗粒之间以及珊瑚泥颗粒与颗粒之间产生胶结作用,提升了珊瑚泥强度。当纤维掺量为0.5%时珊瑚泥性能最优,珊瑚泥表面几乎无裂隙出现。(3)珊瑚泥龟裂存在张拉破坏、剪切破坏以及拉剪混合破坏3种形式。(4)从多场作用、能量耗散角度,揭示了珊瑚泥面层龟裂及抑裂机制,提出了对多物理场与土体蒸发、收缩以及龟裂之间的相互作用的新见解。土体龟裂过程中的水分场、位移场、速度场和应力场相互作用,共同影响土体的裂隙形成和发展。这些相互作用形成了一个复杂的系统,影响着土体的稳定性和力学行为。 展开更多
关键词 珊瑚泥面层 纤维改性 粒子图像测速技术 收缩与龟裂 多物理场 抑裂机制
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基于粒子图像测速技术的节状地下连续墙变形特性与破坏模式研究 被引量:1
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作者 吴九江 肖琳 +1 位作者 王丽娟 张祎 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2707-2718,共12页
节状地下连续墙(简称节状墙)是一种新型的地基基础形式,具备良好的工程特性,相对于传统地下连续墙而言,由于节部的存在,其抗拔承载力得到了有效地提升。目前,节状墙的应用及研究尚处于起步阶段,其变形特性与破坏模式亟待摸清。通过室内... 节状地下连续墙(简称节状墙)是一种新型的地基基础形式,具备良好的工程特性,相对于传统地下连续墙而言,由于节部的存在,其抗拔承载力得到了有效地提升。目前,节状墙的应用及研究尚处于起步阶段,其变形特性与破坏模式亟待摸清。通过室内模型试验辅以粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术对节状墙基础竖向受拉下的位移和破坏形态开展了分析,研究结果表明:端部与中部节的设置扩大了深部与浅部土体的影响范围,多部节的设置相对于单部节有利于调动更广范围的土体。节状墙的破坏模式包括垂直滑移面、倒金字塔状或正切曲线和花瓶状曲线(即曲线滑移面)相连接的滑移面。总体而言,与抗拔桩相比,节状墙的抗拔破坏面受到节部数量和位置的影响而表现为复合型,且部分滑移面的走向与土体内摩擦角有关。 展开更多
关键词 节状地下连续墙 粒子图像测速技术 变形与破坏模式 节部 模型试验
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采用粒子图像测速技术测量的预混式双流体静电雾化流场特性 被引量:6
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作者 郑高杰 王军锋 +2 位作者 霍元平 张伟 李金 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1465-1472,共8页
为实现高湿环境下稳定的荷电喷雾,采用空气电离与液雾混合的荷电方法,设计了一种基于预混式双流体静电雾化喷嘴的喷雾系统,借助粒子图像测速技术(PIV)对喷嘴在不同气液比和不同电压下的喷雾流场进行了测量分析,获得了不同工况下喷雾速... 为实现高湿环境下稳定的荷电喷雾,采用空气电离与液雾混合的荷电方法,设计了一种基于预混式双流体静电雾化喷嘴的喷雾系统,借助粒子图像测速技术(PIV)对喷嘴在不同气液比和不同电压下的喷雾流场进行了测量分析,获得了不同工况下喷雾速度场与喷嘴内部旋流场的变化规律。实验结果表明:随着气液比的增加喷雾核心区的雾滴最大速度没有明显变化,但核心区内雾滴群的高速运动区域增大,并由流场中上游向下游延伸;此时喷雾流场的湍流程度显著增强,喷雾集束性逐渐减弱,并衍生出较多尺度小且分散度高的涡。随着电压的升高,喷雾流场不同区域的扰动程度存在差异性,电场对荷电喷雾核心区的流场影响不大,但对液束边缘处扰动程度较为明显,表现为流线变得杂乱,产生较多小尺度涡。 展开更多
关键词 流体喷嘴 静电雾化 粒子图像测速技术 气液比 喷雾流场
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基于互相关算法的粒子图像测速技术 被引量:9
5
作者 何旭 高希彦 +2 位作者 梁桂华 刘卫国 孙培岩 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期164-167,共4页
对PIV(particleimagevelocimetry,粒子图像测速)技术的原理进行了详细的介绍.采用互相关算法,自行开发了一套图像处理软件,对粒子图像进行分析,提取速度场.以正方形容器内的旋转流场为例,用计算机模拟检验了此软件的可靠性与高效性,并利... 对PIV(particleimagevelocimetry,粒子图像测速)技术的原理进行了详细的介绍.采用互相关算法,自行开发了一套图像处理软件,对粒子图像进行分析,提取速度场.以正方形容器内的旋转流场为例,用计算机模拟检验了此软件的可靠性与高效性,并利用PIV技术对内燃机缸内压缩流场进行测量,对PIV技术应用于气流测试进行了有益的探索.结果表明,互相关算法可以有效地进行粒子图像识别,通过所开发的软件可以精确获取速度场. 展开更多
关键词 互相关算法 粒子图像测速 流场测试 流动显示 流体力学 图像处理
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粒子图像测速技术研究进展 被引量:66
6
作者 许联锋 陈刚 +1 位作者 李建中 邵建斌 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期533-540,共8页
粒子图像测速技术(PIV)作为一种全新的无扰、瞬态、全场速度测量方法,在流体力学及空气动力学研究领域具有极高的学术意义和实用价值.本文对PIV技术的原理、分类作了简要地介绍,详细归纳和评述了现有的各种速度信息的提取方法,并对拓扑... 粒子图像测速技术(PIV)作为一种全新的无扰、瞬态、全场速度测量方法,在流体力学及空气动力学研究领域具有极高的学术意义和实用价值.本文对PIV技术的原理、分类作了简要地介绍,详细归纳和评述了现有的各种速度信息的提取方法,并对拓扑图论、神经网络、遗传算法、模糊聚类等新技术在PIV中的应用以及三维PIV技术、两相流PIV测试技术进行了介绍.指出当前PIV技术除了向三维和多相流方向发展外,如何提高PIV的测量精度以及缩短计算时间仍然是目前研究的主要目标. PIV技术随着计算机技术、激光技术和CCD性能的发展。 展开更多
关键词 粒子图像测速技术 速度提取法 流体力学 空气动力学 PIV 轨迹法 杨氏条纹法 灰度分布图像相关法 粒子分布图像相关法 速度梯度张量法 弹性模型法 粒子轨迹追踪法
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Micro-PIV技术-粒子图像测速技术的新进展 被引量:31
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作者 王昊利 王元 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期77-90,共14页
Micro-PIV是近年来发展起来的一种微尺度流动测速技术.它是传统PIV测量与光学显微技术相结合的一种整场、瞬态、定量测量方法,其基本测速原理与传统PIV相同,但在示踪粒子选择、图像获取和处理等方面两者存在较大差别.Micro-PIV突破了传... Micro-PIV是近年来发展起来的一种微尺度流动测速技术.它是传统PIV测量与光学显微技术相结合的一种整场、瞬态、定量测量方法,其基本测速原理与传统PIV相同,但在示踪粒子选择、图像获取和处理等方面两者存在较大差别.Micro-PIV突破了传统微尺度流体力学测量手段的局限性,使得对微尺度流动元件的研究从过去只能给出流量、阻力特性等有限信息逐步转向对全流场内流结构的直接测量上,并且达到了相当高的分辨率和测量精度.本文对近几年Micro-PIV技术发展状况进行了总结和分析,论述了Micro-PIV技术与传统PIV的主要区别以及具体的处理技术,反映了其在科学与工程中的应用,并对此项技术的发展作了展望. 展开更多
关键词 尺度 粒子图像测速技术 PIV 流体力学 内流 示踪粒子 光学 测量手段 传统 科学
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基于粒子图像测速技术的液力偶合器漩涡流动特性研究 被引量:8
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作者 柴博森 刘春宝 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第23期86-92,F0003,共8页
液力偶合器内部流动特性对能量的高效传递非常重要。深入研究液力偶合器内部流动机理和流场结构分布,对于优化液力偶合器腔型结构并进一步提高其工作性能具有重要意义。液力偶合器的内部流场是具有多种流动结构和多种物理效应并存的流场... 液力偶合器内部流动特性对能量的高效传递非常重要。深入研究液力偶合器内部流动机理和流场结构分布,对于优化液力偶合器腔型结构并进一步提高其工作性能具有重要意义。液力偶合器的内部流场是具有多种流动结构和多种物理效应并存的流场,存在多种复杂的流动现象,尤其在制动工况下液力偶合器涡轮内部流动是一种特殊的漩涡流动。为了研究制动工况下涡轮独立流道内漩涡流动的产生与运动,基于粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)采集涡轮径向切面流动图像。通过灰度化增强、阈值分割、边缘检测、锐化等图像处理技术识别涡轮内部大尺度漩涡流动,定性分析流场结构分布;采用连续帧图像互相关算法定量提取涡轮内部速度场和涡量场,研究涡轮内部小尺度漩涡流动;分析漩涡流动产生的原因及其对液力偶合器能量传递的影响;讨论不同尺度涡旋发展变化的过程,通过涡量场分布结果研究流体能量耗散。分析涡轮近壁面流动区域上的漩涡流动,证明壁面边界区域上的相对涡量将对能量耗散产生重要影响。通过PIV试验研究实现了涡轮内部漩涡流动可视化与流动参数定量化提取,PIV试验研究结果可为液力偶合器内部流动机理研究提供参考。 展开更多
关键词 流体力学 涡流 可视化 粒子图像测速 液力偶合器 速度场 涡量场
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基于粒子图像测速技术的滑坡-涌浪两相运动分析系统 被引量:4
9
作者 陈小婷 黄波林 +2 位作者 王健 张全 冯万里 《地质力学学报》 CSCD 2020年第4期492-499,共8页
滑坡-涌浪灾害威胁沿河两岸居民生产生活安全和航道安全。当前尚缺乏同步提供流固两相运动矢量的相关物理试验分析系统,以深刻分析滑坡-涌浪产生机制。文章提出了基于流固两相识别的粒子图像测速(PIV)技术和试验实现方法。利用2560×... 滑坡-涌浪灾害威胁沿河两岸居民生产生活安全和航道安全。当前尚缺乏同步提供流固两相运动矢量的相关物理试验分析系统,以深刻分析滑坡-涌浪产生机制。文章提出了基于流固两相识别的粒子图像测速(PIV)技术和试验实现方法。利用2560×1024像素的工业相机,该PIV技术可实现在3 m×1.5 m视窗下最小1.17 mm的空间分辨率和0.01 s内最小0.117 m/s的观测速度。同时,提出了与该系统方法有关的误差来源和克服相关问题的解决方法。利用相关硬件设施示范性构建了滑坡-涌浪两相运动观测平台,并编制了专门的解算软件。对三维柱体颗粒崩塌、二维柱体颗粒崩塌及其涌浪和水下崩塌-涌浪进行了展示性试验,取得了良好效果。该系统可以揭示广泛的岩土体及水体运动全过程,具有很好的应用前景;将为滑坡-涌浪及相关动力学领域研究提供强有力的研究工具。 展开更多
关键词 滑坡-涌浪 粒子图像测速技术 流固两相识别 柱体崩塌 运动矢量场
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面向粒子图像测速的光流金字塔插值优化方法 被引量:1
10
作者 单良 简娟 +4 位作者 熊俊哲 施飞杨 洪波 楼晓颖 孔明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期153-166,共14页
提出了一种面向粒子图像测速的光流金字塔插值优化方法,可以减小重建角度误差和均方根误差,尤其是图像边缘部分的角度误差。使用该优化算法分别对单涡流、双涡流、DNS湍流粒子场进行速度场重建,得到三种流场的均方根误差和平均角度误差... 提出了一种面向粒子图像测速的光流金字塔插值优化方法,可以减小重建角度误差和均方根误差,尤其是图像边缘部分的角度误差。使用该优化算法分别对单涡流、双涡流、DNS湍流粒子场进行速度场重建,得到三种流场的均方根误差和平均角度误差比优化前至少降低了15.96%和19.87%。搭建二维PIV实验系统,在待测流场中均匀撒入100μm的PSP粒子,进行旋转实验和注水实验,分别模拟涡流场和射流场,所提出的优化算法可以获得与常见算法流形一致的速度场。 展开更多
关键词 粒子图像测速 光流法 均方根误差 平均角度误差 图像插值 流体测量 速度场重建
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简易粒子图像测速(PIV)技术开发与优化技巧 被引量:10
11
作者 柯森繁 石小涛 +5 位作者 王恩慧 何慧灵 胡晓 王志强 饶冬伟 樊后龑 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2016年第8期144-150,共7页
粒子图像测速(PIV)技术是一种瞬态流动平面二维速度场测试技术,在细部流场实测领域得到重视,但是成熟的PIV产品价格高昂。鉴于此,介绍了一种简易的PIV装置,主要由高速摄像机、激光发射器、柱面透镜和示踪粒子构成,以较低成本即可基本实... 粒子图像测速(PIV)技术是一种瞬态流动平面二维速度场测试技术,在细部流场实测领域得到重视,但是成熟的PIV产品价格高昂。鉴于此,介绍了一种简易的PIV装置,主要由高速摄像机、激光发射器、柱面透镜和示踪粒子构成,以较低成本即可基本实现商业用PIV产品的功能。为了验证简易PIV性能,设计了PIV简易装置,采用Fluent软件模拟,并结合PIV技术对比分析了简易PIV装置的优缺点,同时对影响结果的粒径大小和粒子跟随性进行了优化。结果表明,简易PIV装置适宜选用玉米粉作为示踪粒子,并需要根据示踪粒子跟随性所能达到的最大进口水流速度选择高速摄像机的帧率,最终能够较好地实现流场实测,进而达到对PIV技术进行开发和优化的目的,其分析结果将为后续研究者提供参考。 展开更多
关键词 粒子图像测速技术 示踪粒子 跟随性 优化开发 Fluent软件
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采用粒子图像测速技术对低雷诺数下双层CBY桨搅拌槽内流场的研究 被引量:3
12
作者 郑国军 李志鹏 +1 位作者 曲博林 高正明 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期60-64,共5页
采用粒子图像测速技术(PIV)对双层CBY桨搅拌槽内的流动特性进行了研究。在雷诺数(Re)为38~228的范围内,考察了Re和桨叶层间距对槽内流型的影响规律,同时采用扭矩传感器研究了Re对功率特性的影响。实验结果表明,功率准数随Re增大逐渐降... 采用粒子图像测速技术(PIV)对双层CBY桨搅拌槽内的流动特性进行了研究。在雷诺数(Re)为38~228的范围内,考察了Re和桨叶层间距对槽内流型的影响规律,同时采用扭矩传感器研究了Re对功率特性的影响。实验结果表明,功率准数随Re增大逐渐降低,桨叶层间距改变对功率准数影响较小;随Re增大,轴向速度较高的区域向槽壁偏移,无因次化速度数增大,下层桨端部上方出现漩涡,且漩涡宽度变窄;桨叶层间距/桨叶直径为0.4是临界层间距,小于该值可实现槽内物料的整体循环,否则两层桨问的流动出现分离。这对低Re下搅拌设备的设计和优化具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 双层CBY桨 粒子图像测速技术 流型 搅拌槽 雷诺数
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基于粒子图像测速技术(PIV)的自由游泳草鱼动力学特征分析 被引量:5
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作者 杨国党 胡晓 +3 位作者 张奔 龙泽宇 张永年 石小涛 《大连海洋大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期833-841,共9页
为研究草鱼Ctenopharyngodon idellus幼鱼在自由游泳状态下的动力形成过程与高效推进模式,利用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)和涡量分析原理,在静水条件下对直线、转弯和后退3种游泳状态下的草鱼幼鱼(平均体长4~10 ... 为研究草鱼Ctenopharyngodon idellus幼鱼在自由游泳状态下的动力形成过程与高效推进模式,利用粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)和涡量分析原理,在静水条件下对直线、转弯和后退3种游泳状态下的草鱼幼鱼(平均体长4~10 cm)周身受力特征及推进效率进行了分析。结果表明:直线和转弯游泳时,草鱼幼鱼主要依靠尾部聚集的正涡形成推力,该部位的推力转化率最高可达73%,而后退时的幼鱼则主要依靠中部负涡产生的反向力来推动鱼体;试验数据显示,当头部偏角为9°~10°时,直线游泳的草鱼幼鱼整体推进效率最高可达83%,其次为转弯和后退游泳状态,这两种状态下的幼鱼最高推进效率分别为74%和65%。研究表明,尾部聚集的正涡是幼鱼前进推力形成的主要来源,且较小的头部偏角更有利于草鱼幼鱼的高效推进。 展开更多
关键词 草鱼 粒子图像测速技术(PIV) 涡量 推进效率 动力学
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显微粒子图像测速计算方法
14
作者 段仁庆 黎永前 刘冲 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期96-99,共4页
粒子图像计算方法是显微粒子图像测速技术中重要的研究内容,图像计算精度是决定流体测速结果不确定度的重要因素.在分析单幅双曝光自相关算法和单幅单曝光互相关算法的基础上,将统计互相关算法和平均算法相结合,提出平均统计互相关算法... 粒子图像计算方法是显微粒子图像测速技术中重要的研究内容,图像计算精度是决定流体测速结果不确定度的重要因素.在分析单幅双曝光自相关算法和单幅单曝光互相关算法的基础上,将统计互相关算法和平均算法相结合,提出平均统计互相关算法.在不同诊断窗口大小下对粒子图像的计算结果显示,统计互相关算法的精度高于其他两种相关算法.分析了诊断窗口大小对计算精度的影响,给出计算参数的选择方法,并给出利用平均统计互相关算法计算微沟道中粒子图像的结果. 展开更多
关键词 粒子图像测速 平均统计互相关 流体
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基于微观粒子图像测速法的微肋阵通道内流场特性研究 被引量:2
15
作者 刘志刚 董开明 +2 位作者 吕明明 季璨 江亚柯 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期5094-5101,共8页
采用微观粒子图像测速法(Micro-PIV),实验研究了Reynolds数(Re)=50~800范围内去离子水在微肋直径D=0.4 mm微肋阵内的绕流流场特性,获得了不同Re下错排和顺排微肋阵内的流线分布与速度场,分析了Re与微肋排布方式对旋涡结构、流速分布等... 采用微观粒子图像测速法(Micro-PIV),实验研究了Reynolds数(Re)=50~800范围内去离子水在微肋直径D=0.4 mm微肋阵内的绕流流场特性,获得了不同Re下错排和顺排微肋阵内的流线分布与速度场,分析了Re与微肋排布方式对旋涡结构、流速分布等流场特性的影响规律。研究结果表明,在Re=50~700范围内,错排和顺排微肋阵内均出现涡结构,当Re=800时错排微肋阵内开始发生旋涡脱落;错排微肋阵内旋涡长度随着Re的增大而增加,而对于顺排微肋阵,在低Re时旋涡长度随着Re的增大而增加,当Re≥300后,旋涡长度保持微肋间距不再增加;顺排微肋阵内主流区顺流速度较错排微肋阵大,而错排微肋阵内横向速度大于顺排微肋阵且最大值比顺排微肋阵高约25%,微肋错排布置增强了流体的掺混。 展开更多
关键词 肋阵 粒子图像测速 流场 旋涡 流线 通道 流体
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基于粒子图像测速技术的潜艇尾流场实验教学 被引量:3
16
作者 赵大刚 徐鹏 +3 位作者 韩阳 郭春雨 孙聪 周广利 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第3期160-163,共4页
实验课程在各大高校创新人才的培养中是不可或缺的重要环节,与时俱进、不断创新更是实验课程改革的一种新趋势。将先进实验设备、实验方法—粒子图像测速技术引进课堂,并建立基于流场测试技术的本科生教学方案,大大提高了学生学习兴趣,... 实验课程在各大高校创新人才的培养中是不可或缺的重要环节,与时俱进、不断创新更是实验课程改革的一种新趋势。将先进实验设备、实验方法—粒子图像测速技术引进课堂,并建立基于流场测试技术的本科生教学方案,大大提高了学生学习兴趣,激发学生创造性。与此同时形成了一种研学相互促进的良性循环,既能提高教学质量,又能增加教学成果产出。 展开更多
关键词 船舶与海洋工程 粒子图像测速技术 实验教学 创新能力
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锯齿型微通道内流流场的微尺度粒子图像测量 被引量:12
17
作者 王元 金文 何文博 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期109-113,共5页
利用微通道粒子图像测速技术在Re=150时,对断面尺寸为800μm×800μm的两种锯齿型微通道流动进行了研究.采用3μm荧光示踪粒子、10倍显微物镜和14位灰阶CCD相机获得了清晰的粒子图像,通过多幅图像平均的方法消除示踪粒子布朗运动的... 利用微通道粒子图像测速技术在Re=150时,对断面尺寸为800μm×800μm的两种锯齿型微通道流动进行了研究.采用3μm荧光示踪粒子、10倍显微物镜和14位灰阶CCD相机获得了清晰的粒子图像,通过多幅图像平均的方法消除示踪粒子布朗运动的影响,使用滤光装置提高图像信噪比.对两种锯齿形微通道流动的整场测量发现:微通道内流体在各齿之间流动结构基本一致,尖角和圆角齿形微通道在转弯内侧都存在一个低速旋涡区,圆角齿形微通道旋涡区占据范围相对尖角通道更大;在尖角齿形流道的尖角处,除存在一个完整的大涡外,还发现在大涡上部存在一个与大涡方向相反的叠加涡,叠加涡流动结构不稳定,流速更低,流体中所挟带杂质更容易在该区域沉积形成堵塞,从而导致微流道结构的改变. 展开更多
关键词 通道粒子图像测速技术 锯齿型通道 叠加涡
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方柱绕流粒子图像测速试验与数值模拟 被引量:17
18
作者 张伟 葛耀君 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期857-861,892,共6页
采用粒子图像测速设备PIV(particle image velocimetry),进行了雷诺数为2.2×104的方柱绕流试验,与公认的采用LDV(laser doppler velocimetry)的试验结果吻合较好,验证了本风洞中PIV试验系统的有效性.在进一步的比选中,通过计算方... 采用粒子图像测速设备PIV(particle image velocimetry),进行了雷诺数为2.2×104的方柱绕流试验,与公认的采用LDV(laser doppler velocimetry)的试验结果吻合较好,验证了本风洞中PIV试验系统的有效性.在进一步的比选中,通过计算方柱的阻力系数和斯特劳哈尔数以及流场的速度剖面和湍动能剖面,比较了几种常用湍流时均模型的计算结果与试验结果的差别.结果表明,采用基于剪应力传输的湍动能—耗散率模型(k—ωSST),能够得到与试验吻合较好的计算结果. 展开更多
关键词 方柱绕流 雷诺时均湍流模型 粒子图像测速技术(PIV) 阻力系数 斯特劳哈尔数 湍动能
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PIV技术的粒子图像处理方法 被引量:34
19
作者 段俐 康琦 申功 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期79-82,共4页
以图像相关理论为基础,研究粒子图像测速技术(PIV) 的图像处理方法,编制出高精度的处理软件,重建计算模拟的粒子图像位移场,给出了自相关法与互相关法的积相关与减相关的计算结果,及互相关法的误差分析,分析了自相关与互相关区别.得出... 以图像相关理论为基础,研究粒子图像测速技术(PIV) 的图像处理方法,编制出高精度的处理软件,重建计算模拟的粒子图像位移场,给出了自相关法与互相关法的积相关与减相关的计算结果,及互相关法的误差分析,分析了自相关与互相关区别.得出了互相关法是提高粒子图像测速技术精度的有效方法的结论,因此跨帧技术是PIV 展开更多
关键词 数字图像处理 粒子图象 PIV技术 实验流体力学
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光学相干层析技术微流场三维可视化测速方法 被引量:3
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作者 刘国忠 李萍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期273-278,共6页
为实现微流场3D可视化速度测量,建立了基于光学相干层析技术的微粒子跟踪速度测量系统。对系统组成原理、微粒子图像提取、匹配和速度计算方法等进行研究。介绍了频域光学相干层析技术、微流场速度测量系统组成及对渗入微粒子的微流场... 为实现微流场3D可视化速度测量,建立了基于光学相干层析技术的微粒子跟踪速度测量系统。对系统组成原理、微粒子图像提取、匹配和速度计算方法等进行研究。介绍了频域光学相干层析技术、微流场速度测量系统组成及对渗入微粒子的微流场扫描及三维成像方法。利用中值滤波、最大类间方差二值化和体积滤波等方法搜索流场中各个微粒子,实现全流场流动特性3D可视化;利用微粒子之间距离、灰度二阶矩建立代价函数,对不同时刻扫描得到的微粒子进行匹配,根据微粒子三维坐标求其运动速度。对对流流场进行了测量,实现了微米级空间分辨的微粒子图像与速度矢量显示。适合于复杂微流场的三维速度检测,对微流动器件流动特性研究具有重要意义。 展开更多
关键词 粒子图像测速技术 光学相干层析 流体 匹配
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