近红外成像的便携式大尺度粒子图像测速仪 被引量：13

1

作者 张振 严锡君 +2 位作者 樊棠怀 王鑫 徐立中 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2840-2850,共11页

开发了一种用于河流表面流速场测量的便携式大尺度粒子图像测速仪(large-scale particle image velocimeter,LSPIV)。该仪器基于一台以图像处理专用DSP为核心的智能相机,代替PC高效地完成图像采集和处理的任务。首先利用近红外波段下水... 开发了一种用于河流表面流速场测量的便携式大尺度粒子图像测速仪(large-scale particle image velocimeter,LSPIV)。该仪器基于一台以图像处理专用DSP为核心的智能相机,代替PC高效地完成图像采集和处理的任务。首先利用近红外波段下水流示踪物(弱小目标)和水体光强反射率的差异,在单色CMOS传感器前加装红外滤镜抑制水面光学噪声,增强弱小目标与背景间的对比度,提高了后续运动矢量估计中相关曲面的峰值信噪比。其次,提出了一种基于时空联合滤波的时均流场重建方法,利用河流流场中的先验和冗余信息识别并修正错误矢量,改善了天然河流中由于示踪物密度过低或分布不均造成的表面流速估值过低问题。最后,通过静水和动水条件下的2组现场实测验证了近红外成像系统及图像处理算法的有效性。 展开更多

关键词 大尺度粒子图像测速仪 河流表面流速场 近红外成像 智能相机 时间平均流场 时空联合滤波

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离心喷嘴液膜形态与液膜破碎机制试验研究 被引量：1

2

作者 方传宇 王少林 +8 位作者 王凯兴 刘舆帅 刘富强 杨金虎 曹程 刘存喜 穆勇 徐纲 朱俊强 《力学学报》 北大核心 2025年第2期388-398,共11页

离心喷嘴由于其具有简单可靠的结构以及优异的雾化性能,被广泛应用于航空发动机燃烧室喷嘴.离心喷嘴的性能一定程度上决定了燃烧室的燃烧稳定性能,燃烧组织性能和排放特性.文章采用高速阴影成像技术和相位多普勒粒子测速仪(PDPA)对比研... 离心喷嘴由于其具有简单可靠的结构以及优异的雾化性能,被广泛应用于航空发动机燃烧室喷嘴.离心喷嘴的性能一定程度上决定了燃烧室的燃烧稳定性能,燃烧组织性能和排放特性.文章采用高速阴影成像技术和相位多普勒粒子测速仪(PDPA)对比研究了喷注压力对于离心喷嘴流量系数、喷雾锥角、液膜形态、破碎模式以及粒径分布的影响,系统分析离心喷嘴液膜形态、液膜破碎机制和雾化特性,并使用本征正交分解(POD)方法识别出不同液膜形态下的主要和次要的破碎模式,建立了离心喷嘴液膜形态与雾化特性之间的对应关系,支撑了离心喷嘴雾化性能优化研究.结果发现,随着喷注压力的增大,流量系数和喷雾锥角呈现出先增大后减小的趋势;喷注压力通过改变液膜的液体韦伯数(We)从而改变液膜形态.随着We的增加,液膜的破碎位置逐渐向喷嘴出口处移动,破碎距离逐渐减小,并使得离心喷嘴下游液滴的径向速度增大,大粒径液滴向两侧运动,导致雾锥中心的索太尔平均直径(SMD)迅速下降;离心喷嘴不同的液膜形态包含多种液膜破碎模式,并随着We数增加而演化:随着We数的增加,液膜的主要破碎模式依次为撞击破碎、表面波破碎、穿孔破碎以及湍流破碎,且这4种破碎模式的表面波频率依次增大. 展开更多

关键词 相位多普勒粒子测速仪 高速阴影成像 本征正交分解 液体韦伯数

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数字PIV技术在圆柱振荡流中的应用

3

作者 戴光清 王滨蓉 杨庆 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 2001年第6期1-5,共5页

用数字粒子成像测速仪 (DPIV)对圆柱体在静水中作正弦运动而产生的振荡流场进行了实测研究。通过相位锁定技术和互相关分析法 ,分别获得了圆柱体在一个运动周期中 8个不同相位的流场速度矢量及涡量强度等值线分布。实测表明 ,当KC=12 ,... 用数字粒子成像测速仪 (DPIV)对圆柱体在静水中作正弦运动而产生的振荡流场进行了实测研究。通过相位锁定技术和互相关分析法 ,分别获得了圆柱体在一个运动周期中 8个不同相位的流场速度矢量及涡量强度等值线分布。实测表明 ,当KC=12 ,β=2 0 0时 ,圆柱振荡流中将存在一个有明显周期性且很规则的斜向涡街。该涡街主要由一股较强的二次流及其两侧的非对称的涡对构成 ,涡街与圆柱体振动方向约成± 4 5°夹角。 展开更多

关键词 DPIV 圆柱振动流 涡街 数字粒子成像测速仪 振荡流场 相位锁定 互相关分析法

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绕带空化器回转体空化流动特性的试验研究 被引量：3

4

作者 王复峰 王国玉 +2 位作者 张敏弟 高德明 付细能 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期920-924,共5页

为推动超空泡在水下兵器减阻领域的应用,采用试验的方法研究了绕超空泡回转体的自然空化流场特性.试验中,采用高速全流场流动显示技术获得了不同空化数下绕回转体的空泡形态,并运用粒子图像测速技术(DPIV)测量了相应工况下流场的时均速... 为推动超空泡在水下兵器减阻领域的应用,采用试验的方法研究了绕超空泡回转体的自然空化流场特性.试验中,采用高速全流场流动显示技术获得了不同空化数下绕回转体的空泡形态,并运用粒子图像测速技术(DPIV)测量了相应工况下流场的时均速度和涡量分布.结果表明:随着空化数的降低,绕回转体空化区域不断增大,不同空化数下的空化区均为低速高湍流脉动区域,该区域的速度远小于主流速度,但存在大的湍流脉动;云状空化阶段,涡量聚集区由头部向后延伸的涡带逐步转化为涡团分布,且区域明显扩大. 展开更多

关键词 空化 回转体 数字式粒子成像测速仪

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驻涡燃烧室凹腔双涡结构研究 被引量：48

5

作者 樊未军 易琪 +1 位作者 严明 杨茂林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期66-70,共5页

从1995年Hsu等提出驻涡燃烧室至今,在不到10年时间,驻涡燃烧室经过了4代的发展,也越来越接近实际应用。该文设计实验用轴对称三维驻涡燃烧室,利用testo360对燃烧室的出口温度场及污染物排放进行测量,实验结果显示:驻涡燃烧室凹腔后体吹... 从1995年Hsu等提出驻涡燃烧室至今,在不到10年时间,驻涡燃烧室经过了4代的发展,也越来越接近实际应用。该文设计实验用轴对称三维驻涡燃烧室,利用testo360对燃烧室的出口温度场及污染物排放进行测量,实验结果显示:驻涡燃烧室凹腔后体吹气能够大幅度降低NOx排放;然后通过PIV(粒子成像测速仪)技术对驻涡燃烧室冷态流场进行测量,探讨驻涡燃烧室降低污染排放的机理,试验结果显示当驻涡燃烧室在低污染工况下凹腔内确会出现双涡结构,进一步证明双涡结构对降低燃烧室污染排放物的贡献。 展开更多

关键词 热能动力工程 驻涡燃烧室 凹腔 NOX排放 粒子成像测速仪 双涡结构

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双旋流燃烧室主燃区流动特性PIV测量和分析 被引量：13

6

作者 唐军 宋文艳 +2 位作者 肖隐利 李建平 陈亮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1679-1686,共8页

针对采用斜切径向双级旋流器的环形燃烧室单头部矩形模型,利用非接触式测量方法粒子成像测速仪(PIV)测量了主燃区的300K冷态速度场。采用Realizableκ-?湍流模型和稳态层流火焰面燃烧模型对燃烧室的冷流和燃烧流场进行数值模拟,得到燃... 针对采用斜切径向双级旋流器的环形燃烧室单头部矩形模型,利用非接触式测量方法粒子成像测速仪(PIV)测量了主燃区的300K冷态速度场。采用Realizableκ-?湍流模型和稳态层流火焰面燃烧模型对燃烧室的冷流和燃烧流场进行数值模拟,得到燃烧室流场的速度分布和流场结构,并与试验测量数据进行对比验证。结果表明:瞬态流场结构变化剧烈,旋流和主燃射流的边界形成大量小尺度漩涡结构,回流区具有强烈的搅拌作用,回流区下游滞止点位置是随机变化的;反向旋流器比同向旋流器产生的回流区尺寸更小,燃烧状态的回流区尺寸比冷流的小,但主要受火焰筒壁面和主燃射流的约束;外旋流在距离头部5mm距离内控制内旋流,保持旋向相同;燃烧增大主燃射流穿透深度,改变流场的对称性。 展开更多

关键词 燃烧室 主燃区 回流区 反向旋流 同向旋流 主燃射流 粒子成像测速仪(PIV)

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附面层抽吸对叶栅表面分离流动控制的实验研究 被引量：11

7

作者 刘波 项效镕 +1 位作者 南向谊 陈云永 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期703-708,共6页

以某高亚声速叶栅风洞为实验平台,运用粒子成像测速仪(PIV)对平面叶栅吸力面进行了附面层抽吸试验研究。验证了附面层抽吸技术在附面层分离流动控制方面的可行性和有效性。通过与数值模拟结果的对比分析,验证了本试验测量结果的可靠性... 以某高亚声速叶栅风洞为实验平台,运用粒子成像测速仪(PIV)对平面叶栅吸力面进行了附面层抽吸试验研究。验证了附面层抽吸技术在附面层分离流动控制方面的可行性和有效性。通过与数值模拟结果的对比分析,验证了本试验测量结果的可靠性。通过对不同抽吸位置处抽吸效果的研究表明:在同一抽气量下,合适的抽吸位置是控制附面层分离的重要因素。当抽吸位置处于分离起始点与严重分离区之间时,附面层分离才能够得到明显的抑制,流场结构得到显著的改善。 展开更多

关键词 粒子成像测速仪 叶栅 附面层抽吸+ 数值仿真 抽吸位置+

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驻涡燃烧室凹腔流场结构实验 被引量：9

8

作者 刘玉英 李瑞明 +1 位作者 杨茂林 樊未军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期29-33,共5页

驻涡燃烧室采用凹腔结构稳定火焰,研究凹腔内不同燃料与空气喷射情况下的流场结构非常重要。采用粒子成像测速仪(PIV)测量了驻涡燃烧室凹腔在不同主流速度下的流场,并对比分析了凹腔进气结构分别为不开冷却缝及油气渗混孔、开冷却缝不... 驻涡燃烧室采用凹腔结构稳定火焰,研究凹腔内不同燃料与空气喷射情况下的流场结构非常重要。采用粒子成像测速仪(PIV)测量了驻涡燃烧室凹腔在不同主流速度下的流场,并对比分析了凹腔进气结构分别为不开冷却缝及油气渗混孔、开冷却缝不开油气渗混孔、开冷却缝和后体油气渗混孔、开冷却缝和前体油气渗混孔时的流场结构。研究结果表明,不同主流速度下所设计的不同凹腔进气结构均能在腔内形成稳定的涡,冷却缝对流场的影响较小,凹腔油气掺混孔在开孔截面上对流场及涡核中心位置的影响较大。 展开更多

关键词 驻涡燃烧室 凹腔 流动分布 粒子成像测速仪

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PIV测试技术在漩流中间包流场研究中的应用 被引量：4

9

作者 刘爱华 侯勤福 +1 位作者 王焕洋 邹宗树 《材料与冶金学报》 CAS 2006年第1期26-29,共4页

粒子成像测速仪(Particle Image Velocimetry,简称PIV)是流场研究中的先进测试设备,在反应器内的流场研究中有广泛的应用．本文针对漩流中间包漩流室内的流场进行了测定,得到可靠的流场分布数据,为分析漩流中间包分离夹杂物效果和进一... 粒子成像测速仪(Particle Image Velocimetry,简称PIV)是流场研究中的先进测试设备,在反应器内的流场研究中有广泛的应用．本文针对漩流中间包漩流室内的流场进行了测定,得到可靠的流场分布数据,为分析漩流中间包分离夹杂物效果和进一步的数值模拟验证提供依据．结果表明,漩流中间包漩流室内流场复杂,漩流室内液体旋转现象明显． 展开更多

关键词 粒子成像测速仪 漩流中间包 漩流室 流场

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绕水翼空化流场旋涡特性分析 被引量：2

10

作者 李向宾 刘淑艳 +2 位作者 王国玉 张博 张敏弟 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期753-755,共3页

为了深入了解绕水翼空化流动机理,利用数字式粒子图像测速(DPIV)系统,并辅以高速摄像机,对绕水翼流动进行了观测.观测结果表明:空化的发展对整个流场的涡量变化起决定作用.无论在空化还是无空化流场中,涡量主要集中在自水翼前后缘开始... 为了深入了解绕水翼空化流动机理,利用数字式粒子图像测速(DPIV)系统,并辅以高速摄像机,对绕水翼流动进行了观测.观测结果表明:空化的发展对整个流场的涡量变化起决定作用.无论在空化还是无空化流场中,涡量主要集中在自水翼前后缘开始的剪切层所在区域,并形成涡带,且上下涡旋向相反;随着空化数的降低,空化区域的流场混合得更为均匀,从而使涡量的峰值逐渐减小;上下涡带逐渐靠拢,并向后延伸、拉直,同时下涡带的起始位置向后推移. 展开更多

关键词 空化流动 数字式粒子图像测速仪 涡量分布

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界面活性剂减阻溶液在自由面旋转流中的流动特性研究 被引量：2

11

作者 魏进家 川口靖夫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期315-318,352,共5页

利用粒子成像测速仪系统对开口圆柱容器内由旋转底盘带动的低浓度十六烷基三甲基氯化铵界面活性剂溶液的旋转流动进行了实验研究．界面活性剂溶液的质量分数范围为5×10^-5～1×10^-3，雷诺数为4．3×10^4．实验得到了旋转... 利用粒子成像测速仪系统对开口圆柱容器内由旋转底盘带动的低浓度十六烷基三甲基氯化铵界面活性剂溶液的旋转流动进行了实验研究．界面活性剂溶液的质量分数范围为5×10^-5～1×10^-3，雷诺数为4．3×10^4．实验得到了旋转流体自由面中心下陷深度与界面活性剂溶液质量分数和减阻之间的对应关系，为小黏弹性低浓度界面活性剂溶液的减阻特性判别提供了一种方法，同时也得到了界面活性剂溶液小黏弹性对自由面旋转流动涡结构的影响规律．实验发现对于水的自由面旋转流而言，其中央轴对称平面内的流动形态与低雷诺数情况有很大的不同，由离心力引起的惯性驱动涡被由涡分裂引起的反方向旋转涡推挤到自由面与容器壁面之间的角落内；对于质量分数为1×10^-3的界面活性剂溶液而言，其中央轴对称平面内弹性驱动涡占主导地位，惯性驱动涡被挤压在容器底部与容器壁面之间的角落内。 展开更多

关键词 自由面旋转流 界面活性剂 减阻 粒子成像测速仪

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表面活性剂水溶液弹性湍流特性实验研究 被引量：1

12

作者 李凤臣 大岛伸行 大岛まり 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期77-80,共4页

弹性湍流是本世纪初发现的一种新的流动现象,发生在具有弯曲流线的粘弹性流体低雷诺数流态下,对其发生机理和特性的认识还很匮乏.利用传统的二维低速粒子成像测速仪和高速动态粒子成像测速仪(PIV)实验研究了自由面旋转流中的弹性湍流的... 弹性湍流是本世纪初发现的一种新的流动现象,发生在具有弯曲流线的粘弹性流体低雷诺数流态下,对其发生机理和特性的认识还很匮乏.利用传统的二维低速粒子成像测速仪和高速动态粒子成像测速仪(PIV)实验研究了自由面旋转流中的弹性湍流的统计特性.对PIV测得的低雷诺数表面活性剂(十六烷基三甲基氯化铵)溶液粘弹性流体旋转流中水平面和子午面内的速度场进行了流型观测.结果表明实验测量的弹性湍流以大涡运动为特征,表现出在时间上随机而在空间上光滑的特性. 展开更多

关键词 弹性湍流 表面活性剂溶液流动 粘弹性 粒子成像测速仪

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超流氦中喷射流流场的PIV可视化观察 被引量：2

13

作者 金滔 FUZIER Sylvie VAN SCIVER Steven 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期473-475,562,共4页

利用粒子成像测速仪(PIV)对射入到超流氦液浴中的喷射流的初始发展阶段进行观察,主要考察了流型和流场分布状况,旨在分析通过喷射流来实现的示踪粒子投放过程的实际效果及其对测量精度的影响情况.超流氦液浴温度为1.8K,示踪粒子为1.7μ... 利用粒子成像测速仪(PIV)对射入到超流氦液浴中的喷射流的初始发展阶段进行观察,主要考察了流型和流场分布状况,旨在分析通过喷射流来实现的示踪粒子投放过程的实际效果及其对测量精度的影响情况.超流氦液浴温度为1.8K,示踪粒子为1.7μm直径的复合物粒子,高速相机拍摄的相邻照片间隔时间为3ms.实验中观察到的喷射流具有一抛物线形状的流型,与正常流体中观察到的喷射流具有一定的相似性.速度场分析结果也显示,射流内的速度场分布远不如正常流体中均匀和规律变化,其中存在许多局部的涡旋流.沿着射流方向上速度的波动幅度越来越小,平均速度在行进了约35mm后降至2mm/s量级. 展开更多

关键词 粒子成像测速仪(PIV) 超流氦(氦II) 喷射流 涡旋流

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定位格架下游湍流特性测量研究 被引量：3

14

作者 曲文海 陈仕龙 +1 位作者 黄慧剑 熊进标 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1129-1137,共9页

在子通道雷诺数为6600、13200、26400和39600下,使用粒子成像测速仪对5×5棒束分流型交混翼定位格架下游横向和纵向流动进行测量。平均速度和湍流脉动速度均方根的实验结果最大不确定度低于1%的主流平均速度。格架下游二次流结构经... 在子通道雷诺数为6600、13200、26400和39600下,使用粒子成像测速仪对5×5棒束分流型交混翼定位格架下游横向和纵向流动进行测量。平均速度和湍流脉动速度均方根的实验结果最大不确定度低于1%的主流平均速度。格架下游二次流结构经历了交混翼脱落涡结构耗散、剪切产生双涡结构、双涡结构向单涡结构的转变及单涡结构沿程衰减过程,横向平均速度和湍流脉动速度均方根沿程变化均受涡结构演进影响。格架近场湍流统计量迅速衰减;格架远场湍流统计量缓慢衰减,流动趋于光棒束充分发展流动。横向流动受雷诺数效应和格架交混效应共同影响。 展开更多

关键词 定位格架 子通道交混 折射率补偿 粒子成像测速仪

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