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基于光流卷积网络的粒子图像测速自动掩模及速度场计算
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作者 郭春雨 范毅伟 +3 位作者 韩阳 于长东 徐鹏 毕晓君 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期379-391,共13页
粒子图像测速(PIV)技术是一种定量的非接触式全局速度场测量技术。在船舶与海洋工程领域,PIV实验中拍摄的粒子图像常出现结构物遮挡或自由液面等干扰现象,需要对其进行掩模后计算液相区域速度场。因此,实现PIV图像中干扰区域自动掩模及... 粒子图像测速(PIV)技术是一种定量的非接触式全局速度场测量技术。在船舶与海洋工程领域,PIV实验中拍摄的粒子图像常出现结构物遮挡或自由液面等干扰现象,需要对其进行掩模后计算液相区域速度场。因此,实现PIV图像中干扰区域自动掩模及液相区域速度场高精度计算具有重要的意义。本文基于光流卷积神经网络LiteFlowNet,设计了一种可实现自动掩模及速度场计算的深度学习模型Mask-PIV-LiteFlowNet,并使用基于物体入水PIV实验图像掩模数据集和PIV速度场计算数据集制作的数据集对其进行训练和测试。测试结果表明,该模型能够有效减少临近掩模边界区域的速度场计算错误并能够精细地提取流场小尺度流动信息,相比于当前先进的PIV深度学习模型PIV-LiteFlowNet-en,本文提出的模型在对带结构物的合成粒子图像进行流场计算时精度获得了至少14.5%的提升,计算速度上获得了5.7%的提升。最后,使用楔形体入水PIV图像对提出的模型进行了测试,验证了模型的泛化能力。 展开更多
关键词 粒子图像测速 深度学习 自动掩模 速度计算
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应用粒子图像速度场仪对泊肃叶流动及圆柱绕流的测量 被引量:12
2
作者 张玮 王元 +1 位作者 徐忠 金文 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期246-251,共6页
为了考察粒子图像速度场仪 (PIV )的测量精度及分辨复杂流动结构的能力 ,对泊肃叶流动和圆柱绕流两种典型流动进行了测量 .将泊肃叶流动的速度廓线的测量值与分析解进行了对比 ,发现在测试区域内 90 %的测量值与分析解吻合良好 ,具有较... 为了考察粒子图像速度场仪 (PIV )的测量精度及分辨复杂流动结构的能力 ,对泊肃叶流动和圆柱绕流两种典型流动进行了测量 .将泊肃叶流动的速度廓线的测量值与分析解进行了对比 ,发现在测试区域内 90 %的测量值与分析解吻合良好 ,具有较高的精度 ,而近壁面区域由于速度偏振 ,测量值低于分析解 .在此基础上 ,利用PIV技术测量了Re为 5 0 0时圆柱绕流流动的主流区、圆柱两侧的剪切层 ,以及圆柱后的回流区和旋涡区的分布 ,验证了该技术非常适合于研究复杂的流动结构 . 展开更多
关键词 粒子图像速度 泊肃叶流动 圆柱绕流 测量
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激光粒子图像速度场仪的开发 被引量:5
3
作者 吴志军 郝利君 +1 位作者 李军 黄震 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期60-62,共3页
:激光粒子图像速度场仪 (LPIV)是近年发展起来的一种流速测量新技术。本文开发了一套激光粒子图像速度场仪系统 ,其中包括成像及查询系统两大部分的开发。该系统利用灰度判别法来判别粒子图像的运动方向。
关键词 激光 粒子图像速度 流速分布 流速测量
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粒子图像速度场仪的特点及其应用 被引量:1
4
作者 谢东 王汉青 《南华大学学报(理工版)》 2003年第3期62-64,共3页
介绍了粒子图像速度场仪(PIV)的特点,结合在水流流场中的实际应用,为CFD实验研究提供了验证的依据.
关键词 粒子图像速度 PIV 流体力学 热线热膜风速 HWFA 数值模拟
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应用粒子图像速度场仪测试圆柱绕流涡的结构(英文)
5
作者 金文 王元 《西安工程科技学院学报》 2007年第4期529-535,共7页
利用粒子图像速度场仪(PIV)的2帧互相关技术,在风洞中测量雷诺数为500的圆柱绕流.通过展示一个涡的产生、发展及脱落的连续瞬时速度矢量场、流线图、速度量级等势线图和涡量等势线图,分析圆柱后涡系发展及涡量输运规律.
关键词 粒子图像速度(PIV) 圆柱绕流 风洞
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粒子速度场仪在泵装置内流测量研究中的应用 被引量:2
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作者 汤方平 李大亮 陈运杰 《中国农村水利水电》 北大核心 2005年第4期31-34,共4页
介绍国内外利用PIV(粒子速度场仪)对泵装置内部复杂流动测量的研究进展,分析了针对泵装置内流测量的PIV系统的特点,概括了目前在泵装置测量方面已取得的研究成果,最后预期了PIV技术在泵装置流场测量应用方面的发展方向。
关键词 粒子速度 泵装置 内流测量
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间冷式冰箱冷冻室粒子图像速度场测量和数值模拟 被引量:1
7
作者 孟祥兆 俞炳丰 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期323-327,共5页
将BCD-190W型间冷式冰箱冷冻室作为研究对象,采用模型实验的方法并应用粒子图像速度场仪系统对冰箱冷冻室内的流场进行了实验研究.以相似理论为指导建立了间冷式冰箱冷冻室物理模型,采用块结构化网格对计算区域进行了网格划分.选择风扇... 将BCD-190W型间冷式冰箱冷冻室作为研究对象,采用模型实验的方法并应用粒子图像速度场仪系统对冰箱冷冻室内的流场进行了实验研究.以相似理论为指导建立了间冷式冰箱冷冻室物理模型,采用块结构化网格对计算区域进行了网格划分.选择风扇出口平面作为计算区域入口边界,应用RNGk-ε模型建立了冷冻室内空气流动的三维紊流数学模型,用SIMPLEC算法对模型进行了求解.数值模拟和实验结果吻合良好,证明所建立的模型是正确的.实验和模拟结果均表明:顶层间室送风射流有利于阻隔环境传入的热量;中间层左右对称的送风口中心流速的差别约为28%,将造成间室内温度分布严重不均匀;底层送风口存在明显的射流短路现象. 展开更多
关键词 间冷式冰箱 粒子图像速度 数值模拟
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基于低密度粒子图像叠加的Micro-PIV速度场测量 被引量:3
8
作者 徐明 王昊利 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期106-112,共7页
提出了一种基于低密度粒子图像的微流体粒子图像全场测速技术。经过背景噪声去除、阈值过滤、图像增强等图像预处理过程,获得了高质量的低密度荧光示踪粒子图像。对100对图像进行图像叠加处理,得到了满足互相关算法求解二维速度场的高... 提出了一种基于低密度粒子图像的微流体粒子图像全场测速技术。经过背景噪声去除、阈值过滤、图像增强等图像预处理过程,获得了高质量的低密度荧光示踪粒子图像。对100对图像进行图像叠加处理,得到了满足互相关算法求解二维速度场的高密度叠加粒子图像。针对宽度为250μm,深60μm的长直微通道开展了覆盖全场不同流体层平面的二维速度测量,并利用多个流体平面的二维速度场实现了微通道内全场速度的构建。研究结果表明:由于图像叠加法去除了像径大但灰度低的背景粒子图像,采用互相关分析能够准确获得分层二维速度场,所构建的全场速度场正确反映了长直微通道内流流场特征。 展开更多
关键词 低密度粒子图像 微流体粒子图像测速技术 图像叠加 速度测量
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运用数字粒子图像测速技术测量柴油瞬态喷雾 被引量:2
9
作者 吴志军 朱志勇 黄震 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1272-1275,共4页
分析了数字粒子图像测速(DPIV)技术的基本原理,建立了一套柴油喷雾激光测量试验系统,运用DPIV技术对柴油喷雾结构进行了可视化测量,并测量了柴油的瞬态喷雾特性.研究结果表明,燃油喷雾速度随着喷雾时间的推延逐步降低,在喷雾后期喷雾速... 分析了数字粒子图像测速(DPIV)技术的基本原理,建立了一套柴油喷雾激光测量试验系统,运用DPIV技术对柴油喷雾结构进行了可视化测量,并测量了柴油的瞬态喷雾特性.研究结果表明,燃油喷雾速度随着喷雾时间的推延逐步降低,在喷雾后期喷雾速度降低尤为迅速;柴油瞬态喷雾具有典型的“树枝”状拟序结构;油粒速度沿轴线方向增加,外围油粒速度远小于核心油粒;喷雾与周边空气发生了“卷吸”作用,在喷雾内部形成了复杂的涡旋运动,涡度沿喷雾轴线方向增大. 展开更多
关键词 柴油机喷射 数字粒子图像测速 柴油瞬态喷射 喷雾可视化 油粒速度
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采用三维粒子图像测速系统测量汽车尾部流场
10
作者 彭亚美 谷正气 +3 位作者 何忆斌 姜乐华 汪孛 颜建容 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第10期837-840,896,共5页
采用三维粒子图像测速系统对某跑车模型的尾部流场进行测量。根据测试结果,分析了跑车模型尾部速度场与涡量场的全局特性、上尾涡的形态及其发展过程,以及雷诺数对模型尾部流场特性的影响。
关键词 汽车 尾部流 三维粒子图像测速 速度 涡量
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关于粒子图像测速仪精度的数值测试(英文)
11
作者 魏庆鼎 颜斌 陈军 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2001年第2期47-52,共6页
利用数值模拟的方法对粒子图像测速仪的精度问题进行了数值实验。速度场是通过对一个片光源上两次曝光的图像进行互相关处理来得到的。为了研究流体运动的不均匀性对于一个诊断区内速度矢量测量结果的影响 ,针对五种典型的不均匀性进行... 利用数值模拟的方法对粒子图像测速仪的精度问题进行了数值实验。速度场是通过对一个片光源上两次曝光的图像进行互相关处理来得到的。为了研究流体运动的不均匀性对于一个诊断区内速度矢量测量结果的影响 ,针对五种典型的不均匀性进行讨论。 展开更多
关键词 粒子图像测速 数值测试 速度测量 精度
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超音速喷流DPIV瞬时速度场实验测量 被引量:15
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作者 代钦 魏润杰 +1 位作者 黄湛 申功炘 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期666-669,共4页
介绍了采用数字式互相关粒子图像测速系统 (DPIV)在测量超音速喷流实验中的应用 ;实验给出了设计马赫数Ma =1 .5的小型拉瓦尔喷管在不同总压和反压比条件下 ,喷流速度场、流线、涡量分布等定量信息 .实验结果显示出流场中激波前后流体速... 介绍了采用数字式互相关粒子图像测速系统 (DPIV)在测量超音速喷流实验中的应用 ;实验给出了设计马赫数Ma =1 .5的小型拉瓦尔喷管在不同总压和反压比条件下 ,喷流速度场、流线、涡量分布等定量信息 .实验结果显示出流场中激波前后流体速度 ,涡量分布的明显变化 。 展开更多
关键词 超音速射流 数字粒子图像测速 瞬时速度 实验测量
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LDV/PIV全场速度测量的误差分析 被引量:7
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作者 刘应征 罗次申 陈汉平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期1404-1407,共4页
针对激光多普勒测速和激光粒子图像速度场测量的实验结果误差 ,提出了一种基于不可压缩流连续性的全场综合误差分析方法 .通过对轴对称旋转流动全场实验测量结果的误差分析发现 ,其实际全场测速综合误差虽然都小于 4% 。
关键词 LDV PIV 测速 误差分析 系统误差 激光多普勒测速 粒子图像速度 流动速度测量
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集聚纺技术中气流速度场的数值模拟 被引量:14
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作者 傅培花 程隆棣 王善元 《青岛大学学报(工程技术版)》 CAS 2005年第4期74-79,共6页
采用标准kε湍流模型和有限容积法以及SIMPLE算法对集聚纺装置中负压斜槽周围气流速度场的分布状态进行数值模拟,并根据实际纺纱装置设计出可供测量气流速度场的实验模型,利用粒子图像测速(PIV)技术测量实验模型中的气流速度值,对数值... 采用标准kε湍流模型和有限容积法以及SIMPLE算法对集聚纺装置中负压斜槽周围气流速度场的分布状态进行数值模拟,并根据实际纺纱装置设计出可供测量气流速度场的实验模型,利用粒子图像测速(PIV)技术测量实验模型中的气流速度值,对数值模拟结果进行了实验验证。实验结果表明:在沿着z轴的方向上,越靠近斜槽(即z值越小)的位置,气流速度就越大,而且每个速度平面上的理论模拟值和实验测量值之间都存在一定的差异。但这种差异的总体趋势是相同的,即都是测量值小于理论值。同时,斜槽右侧的速度值要大于其左侧的速度值,而且缝隙左右两侧速度方向的差异很大,左侧气流几乎平行于纤维须条的出流方向,而右侧气流则倾向于垂直于纤维须条的出流方向。这表明数值模拟结果与实验结果基本吻合,可以用标准kε湍流模型对集聚纺技术中的气流速度场进行较深入的研究。这一研究结果完善了集聚纺纱技术的成纱机理,为进一步研究纺机制造、纺纱生产和产品开发提供了理论依据和指导。 展开更多
关键词 集聚纺技术 气流速度 标准k-ε湍流模型 粒子图像测速(PIV)技术
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两相流稀相微粒速度场测量技术研究 被引量:1
15
作者 宫武旗 张义云 +1 位作者 姜华 席光 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期734-737,共4页
通过引入粒子计数法,对基于二进制图像分析算法(BICC)的粒子图像速度场仪(PIV)的粒子图像跟踪技术进行了改进.数值模拟了3个典型的两相流稀相微粒流场,即等线速度旋转流场、旋涡流场和两个相向运动的射流汇合流场,并把改进后的微粒跟踪... 通过引入粒子计数法,对基于二进制图像分析算法(BICC)的粒子图像速度场仪(PIV)的粒子图像跟踪技术进行了改进.数值模拟了3个典型的两相流稀相微粒流场,即等线速度旋转流场、旋涡流场和两个相向运动的射流汇合流场,并把改进后的微粒跟踪技术用于模拟流场中粒子对的识别研究.结果表明:改进后的方法能很好地识别与跟踪粒子对,计算速度快,准确率高达97%,适用于两相流稀相微粒速度场的测量;随着粒子对数目的增大,相关系数降低;随着粒子半径的减小,相关系数分布渐趋陡峭;最佳粒子对数目为8~12,最佳粒子图像半径为3~8像素. 展开更多
关键词 粒子图像速度 粒子对识别 两相流
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顶部重力加砂颗粒速度场及浓度场的实验研究
16
作者 马志宏 李运泽 +1 位作者 张华 王浚 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2005年第1期22-25,共4页
对砂尘环境试验设备顶部重力加砂气固两相流的颗粒速度场及浓度场进行了研究.利用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所室内风沙环境风洞,采用激光数字式粒子成像测速技术(DPIV),得到顺风向距加砂口不同水平距离截面位置颗粒相速度及空... 对砂尘环境试验设备顶部重力加砂气固两相流的颗粒速度场及浓度场进行了研究.利用中国科学院寒区旱区环境与工程研究所室内风沙环境风洞,采用激光数字式粒子成像测速技术(DPIV),得到顺风向距加砂口不同水平距离截面位置颗粒相速度及空间分布规律.表明在顺风向距加砂口水平距离约3m左右处的位置,颗粒相速度才接近风洞风速,且粒子基本均匀扩散开,从而证明了国外砂尘实验设备的不合理性.为我国自行研制大型砂尘环境试验设备,确定加砂/尘方法及试验段参数等提供了依据. 展开更多
关键词 砂尘 环境试验 数字粒子成像测速技术 速度 浓度
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二甲醚喷雾瞬态速度场的DPIV研究 被引量:2
17
作者 周光明 张煜盛 张辉亚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期1-5,共5页
采用数字粒子图像测速技术(DPIV)对二甲醚(DME)瞬态喷雾的速度场进行了测量,获得了DME瞬态喷雾的内部微细结构、速度矢与涡量分布等信息,并探讨了启喷压力、喷孔直径、环境压力等参数对喷雾速度场的影响规律。试验结果表明:任一喷雾断... 采用数字粒子图像测速技术(DPIV)对二甲醚(DME)瞬态喷雾的速度场进行了测量,获得了DME瞬态喷雾的内部微细结构、速度矢与涡量分布等信息,并探讨了启喷压力、喷孔直径、环境压力等参数对喷雾速度场的影响规律。试验结果表明:任一喷雾断面的轴向速度以轴心处为最大,向外沿径向逐渐减小,基本呈对称分布;喷雾轴心速度随喷雾贯穿距离的增大而不断减小,且喷孔直径越小、环境压力越大,其轴向速度衰减率越大,而启喷压力对轴向速度衰减率影响不大;启喷压力、喷孔直径、环境压力对喷雾发展的稳定性、液滴尺寸和速度矢的空间分布均匀性,以及喷雾发展的形态等均具较大影响。数据分析发现,DME喷雾断面的速度分布具有自模性,并据此提出了DME喷雾速度的无因次分布数学表达式。 展开更多
关键词 内燃机 二甲醚 数字粒子图像测速 喷雾速度 无因次分布
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基于DPIV的卷烟燃烧区速度场特性试验研究 被引量:1
18
作者 张彬 宁敏 +2 位作者 徐迎波 周顺 李权威 《安徽农业科学》 CAS 2015年第28期282-284,共3页
以超细碳酸氢钠粉末作为示踪粒子,并使用基于互相关算法的DPIV系统对不同抽吸容量下卷烟燃烧区的速度场进行了测量。结果表明,随着抽吸容量的增大,卷烟燃烧区速度场变活跃;与未点燃卷烟相比,点燃卷烟燃烧产生的烟气对燃烧区速度场有较... 以超细碳酸氢钠粉末作为示踪粒子,并使用基于互相关算法的DPIV系统对不同抽吸容量下卷烟燃烧区的速度场进行了测量。结果表明,随着抽吸容量的增大,卷烟燃烧区速度场变活跃;与未点燃卷烟相比,点燃卷烟燃烧产生的烟气对燃烧区速度场有较大影响,烟气的热浮力明显改变了卷烟在抽吸时速度场的变化趋势;随着抽吸容量的增大,卷烟燃烧区内烟气对速度场的影响相对减弱。 展开更多
关键词 卷烟燃烧 抽吸容量 数字粒子图像测速 速度测量
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基于液态缩尺模型的大空间下送中回分层空调回风汇流速度场研究
19
作者 吴丹 黄晨 +1 位作者 王昕 秦俊 《水资源与水工程学报》 2016年第2期169-173,共5页
选择某大空间实型建筑,根据相似理论建立液态模型实验台,研究大空间下送中回分层空调回风流场的汇流特性。论文利用二维微元汇流叠加方法获得汇流速度理论公式,利用粒子图像测速技术PIV(Particle Image Velocimetry)拍摄回水流场,获得... 选择某大空间实型建筑,根据相似理论建立液态模型实验台,研究大空间下送中回分层空调回风流场的汇流特性。论文利用二维微元汇流叠加方法获得汇流速度理论公式,利用粒子图像测速技术PIV(Particle Image Velocimetry)拍摄回水流场,获得其速度矢量信息;实验发现计算得到回风流场的理论速度值与实验速度值存在较大的偏差,对二维汇流速度理论公式修正后,平均相对误差减少到8.5%。论文最后通过相似比例提出大空间下送中回分层空调回风二维汇流速度半经验公式,这为大空间建筑下送中回热环境研究提供了理论参考。 展开更多
关键词 液态缩尺模型 大空间下送中回 粒子图像测速技术 汇流速度 二维汇流速度半经验公式
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跨声速风洞中的超临界翼型速度场测量
20
作者 王猛 李玉军 衷洪杰 《航空科学技术》 2015年第8期73-78,共6页
针对跨声速风洞实验环境,发展适用于高速流动测量的粒子图像测速(PIV)实验技术,从而实现对超临界翼型的非定常流动进行准确的速度场测量。对跨声速风洞中的PIV测量系统进行了如下改进工作:改进粒子播撒装置;对片光光路布局进行了... 针对跨声速风洞实验环境,发展适用于高速流动测量的粒子图像测速(PIV)实验技术,从而实现对超临界翼型的非定常流动进行准确的速度场测量。对跨声速风洞中的PIV测量系统进行了如下改进工作:改进粒子播撒装置;对片光光路布局进行了优化;对模型表面进行了防漫反射处理;提高图像位移场计算精度。使用RAE 2822超临界翼型,在FL-1风洞进行实验,来流马赫数为0.6-0.92,雷诺数为1.86×10^6-2.58×10^6。结果表明,利用PIV测得的速度场能够有效捕捉激波位置,并且与表面平均压力分布一致,通过对PIV数据进行统计分析可得到激波振荡的类型及幅度等特征。 展开更多
关键词 跨声速 风洞 超临界翼型 速度 粒子图像测速 激波 边界层 激波-边界层干扰
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