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粒子图像测速技术优化设计盲端扰流器
1
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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用于粒子图像测速的30×荧光探测显微镜研制
2
作者 娄泰袁葛 郭程祥 +2 位作者 杨童 杨磊 谢洪波 《光子学报》 北大核心 2025年第3期196-206,共11页
为了解决目前产品化的显微镜无法满足显微粒子图像测速系统对于复消色差长工作距和集成化要求的问题,研究了长工作距复消色差物镜的设计原理,布局照明与成像结构,得到集成化的显微镜系统。采用折射设计和无限远校正结构,设计了一款具有3... 为了解决目前产品化的显微镜无法满足显微粒子图像测速系统对于复消色差长工作距和集成化要求的问题,研究了长工作距复消色差物镜的设计原理,布局照明与成像结构,得到集成化的显微镜系统。采用折射设计和无限远校正结构,设计了一款具有30倍放大率、数值孔径为0.35、工作波长位于可见光波段且工作距离为17.3 mm的平场复消色差显微物镜。其整体成像性能接近衍射极限。基于光学设计进行加工与装调后,使用仪器进行实验。粒子成像与测速实验结果表明,系统可对直径为1μm的粒子清晰成像,测量速度偏差与理论模拟值偏差在6%以内,说明显微镜系统设计具有可行性,集成化的仪器表现良好。 展开更多
关键词 光学设计与制造 几何光学 显微镜 探测 成像系统 粒子图像测速
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不同类型主动脉瓣偏心放置下瓣后流场特性的粒子图像测速实验研究
3
作者 韩恩慧 侯倩文 +5 位作者 肖洋 孟雅娜 魏海洋 江誉 胡建军 周建业 《医用生物力学》 北大核心 2025年第1期25-33,共9页
目的探究不同类型人工主动脉瓣膜的偏心放置对瓣后流场的影响。方法建立体外脉动循环模拟系统,利用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)实验分别研究生物瓣和机械瓣在居中放置(0 mm)及偏心放置(1 mm)两种情况下瓣后流场变化,... 目的探究不同类型人工主动脉瓣膜的偏心放置对瓣后流场的影响。方法建立体外脉动循环模拟系统,利用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)实验分别研究生物瓣和机械瓣在居中放置(0 mm)及偏心放置(1 mm)两种情况下瓣后流场变化,通过速度、涡度及黏性剪切应力血流动力学参数对流场状态进行评估。结果通过分析瓣膜在收缩早期、加速期、峰值期及减速期4个特征时刻的流场变化,发现生物瓣和机械瓣的流场分布存在显著差异,生物瓣为中心射流左右对称,流速较大;机械瓣呈现三孔射流,中心流速较低。在偏心放置的情况下,两种瓣膜窦部区域血流缓慢,平均流速降低,不利于涡流的形成和维持。心动周期峰值期生物瓣和机械瓣窦部最大黏性剪切应力分别为0.45、0.67 Pa,接近内皮细胞损伤阈值。结论机械瓣和生物瓣在偏心放置情况下会导致窦部血流速度降低,黏性剪切应力减小,从而为血栓形成创造了有利条件。临床手术中应注意瓣膜置换的位置,避免出现偏心放置的情况。 展开更多
关键词 主动脉瓣 粒子图像测速 偏心放置 血流动力学
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基于ConvLSTM与LiteFlowNet架构的粒子图像测速方法
4
作者 刘心爱 孟娟 +1 位作者 杜海 李智远 《液晶与显示》 北大核心 2025年第7期1023-1035,共13页
在粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)中,神经网络方法在处理高速流动或复杂非线性流动时,常面临粒子位置变化迅速导致追踪匹配困难、提取的特征尺度单一、有效特征的提取能力不足等问题。针对这些问题,基于卷积长短期记忆网... 在粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)中,神经网络方法在处理高速流动或复杂非线性流动时,常面临粒子位置变化迅速导致追踪匹配困难、提取的特征尺度单一、有效特征的提取能力不足等问题。针对这些问题,基于卷积长短期记忆网络(ConvLSTM)与LiteFlowNet结构提出了一种新的流场估计与动态粒子追踪增强模型LiteFlowNet-CL。所提方法首先通过强化的LiteFlowNet模型提升了对复杂流动模式的辨识与表征能力,随后结合ConvLSTM网络的时序建模优势,有效抑制了高速运动粒子在不同时间步长下的追踪误差,从而大幅度降低粒子图像特征丢失的几率。为验证所提模型的有效性,通过仿真粒子图像进行模型性能对比测试和消融实验。实验结果表明,改进后的速度场估计模型取得了0.1004的均方根误差;相比LiteFlowNet经典光流估计模型,误差进一步降低了10.52%,与PIV领域广泛应用的LiteFlowNet-en高性能模型相比,误差进一步降低了1.463%。所提模型有效提升了粒子图像测速中复杂流场特征的捕捉能力,其误差精度可满足湍流分析的实验需求。本文为PIV算法优化提供了新的技术路径,对推动流体力学实验测量技术向更高时空分辨率发展具有应用价值。 展开更多
关键词 粒子图像测速 深度学习 注意力机制 卷积长短期记忆网络
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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 被引量：1
5
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 速度场计算
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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
6
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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基于时空粒子图像的管道流速测量方法及验证
7
作者 吴家星 王浩 +3 位作者 许帅 朱瑶勇 周朱晶 明晓 《中国测试》 北大核心 2025年第1期105-110,共6页
管道流速测量除了得到流动方向的平均速度,有时还需要得到垂直流动方向的速度分布。该文提出一种新的光学非接触测量方法——一维粒子图像测速法(one-dimensional particle image velocimetry,1D-PIV),利用垂直于流动方向粒子的一维空... 管道流速测量除了得到流动方向的平均速度,有时还需要得到垂直流动方向的速度分布。该文提出一种新的光学非接触测量方法——一维粒子图像测速法(one-dimensional particle image velocimetry,1D-PIV),利用垂直于流动方向粒子的一维空间信息和时间信息构建时空状态矩阵,相关上下游两处时空状态矩阵即可完成平均流速和流速分布的测量。以DN35 mm直管搭建实验测试系统,在颗粒浓度为0.04 g/L条件下测量流速范围为84.99~261.10 mm/s的管道流,以单粒子追踪测速法(single particle tracking,SPT)作比对,1D-PIV测量的平均流速最大相对误差为2.67%,速度剖面最大相对误差为近壁面的1.73%。实验结果证明1D-PIV是一种简单有效的管道流速测量方法。 展开更多
关键词 管道流速测量 一维粒子图像测速 时空状态矩阵 互相关 单粒子追踪
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面向粒子图像测速仪的分参数校准方法
8
作者 单杰 黄震威 +6 位作者 崔骊水 谢代梁 王毅 张淑婷 高山 张育闻 钱振宇 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期1324-1330,共7页
研究了粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)测量过程中粒子位移和跨帧时间2个关键分参数的校准方法。设计了用于相机标定的标定圆盘,确定了相机获得图像与实物的比例关系。与标尺相比较,设计的标定圆盘可实现粒子位移的校准... 研究了粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)测量过程中粒子位移和跨帧时间2个关键分参数的校准方法。设计了用于相机标定的标定圆盘,确定了相机获得图像与实物的比例关系。与标尺相比较,设计的标定圆盘可实现粒子位移的校准。采用可溯源的高准确度计时器校准了PIV同步器在不同速度点下脉冲信号的时间间隔,得到PIV实际跨帧时间。评估了PIV分参数方法校准结果的不确定度水平。结果表明:速度100 m/s内的PIV校准相对误差最大为0.08%,其相对误差的不确定度为0.01%。 展开更多
关键词 流量测量 粒子图像测速 校准方法 分参数 不确定度
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基于图像处理技术的消除双帧粒子图像背景反射研究
9
作者 朱海东 马壮壮 +1 位作者 李虎 李宁 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第4期601-605,共5页
粒子图像测速技术是一种用于测量流体流动速度场的非接触式测量方法,通过拍摄流场中示踪粒子的图像,分析两幅图像之间示踪粒子的位移场来计算速度场。然而,在实际实验过程中,其测量结果受到诸多因素的干扰,如图像背景、光源、噪声等。首... 粒子图像测速技术是一种用于测量流体流动速度场的非接触式测量方法,通过拍摄流场中示踪粒子的图像,分析两幅图像之间示踪粒子的位移场来计算速度场。然而,在实际实验过程中,其测量结果受到诸多因素的干扰,如图像背景、光源、噪声等。首先,针对双帧具有背景反射的粒子图像,基于图像预处理技术通过背景平滑、背景增强、背景融合生成平滑与一致的背景参考图像;其次,通过与原图作差,精确消除背景反射;最后,以泰勒库特流实验的PIV测量为实例,消除圆筒壁的激光反射,提高背景与粒子图像的对比度,完成对内外圆筒环隙间流场数据的测量。 展开更多
关键词 粒子图像测速 双帧 图像预处理 泰勒库特流
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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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基于粒子图像测速法的大米抛光机内米粒运动规律分析
11
作者 段丰 刘晓鹏 +3 位作者 胡鹏 张永林 谢泽良 裴后昌 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2024年第7期81-87,140,共8页
[目的]通过研究抛光机运行参数、米粒运动规律、产生碎米率之间的关系,寻求抛光机的较优参数调控依据。[方法]通过分析抛光室内米粒的运动过程、开展全因素试验以及应用粒子图像测速法(PIV)对米粒运动轨迹进行分析,明确米粒的运动状态... [目的]通过研究抛光机运行参数、米粒运动规律、产生碎米率之间的关系,寻求抛光机的较优参数调控依据。[方法]通过分析抛光室内米粒的运动过程、开展全因素试验以及应用粒子图像测速法(PIV)对米粒运动轨迹进行分析,明确米粒的运动状态、碎米率与抛光机转速及压力门开度之间的关系。[结果]当压力门开度20 mm时,在试验转速范围内均不能形成有规律的米粒运动形态,此时不能达到米粒抛光要求。当压力门开度4 mm、转速为600~1400 r/min时,米粒呈现出螺旋升角较小且高低速区域交替出现的运动形态。当压力门开度8 mm、转速1400 r/min时,米粒呈现出高低速(速度差>3 m/s)区域交替出现的运动形态。上述两种工况下,米粒因过度揉搓或压力过大导致碎米率较高(>4%)。在试验范围内的其余工况下,米粒均呈现出螺旋角大小适中的高低速(速度差为2~3 m/s)区域交替出现的运动形态,此时碎米率为2%~4%,能够达到较好的抛光效果。[结论]不同工况下米粒形成的运动形态与产生的碎米率不同,在合适的压力门开度和转速下,米粒呈现出适当的运动形态,能达到较好的抛光效果。 展开更多
关键词 抛光机 米粒 粒子图像测速法 运动形态 碎米率
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粒子图像测速技术在两相流测量中的应用研究 被引量：21
12
作者 阮晓东 刘志皓 瞿建武 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期785-788,共4页
为实现对两相流中各相速度的同步测量,提出了一种两相流数字粒子图像测速(PIV)方法.该方法选用合适的示踪粒子显示液体的运动,并用高速摄像机采集气液两相流动数字图像.从图像处理着手,根据图像灰度的不连续性和相似性,对采集到的两相... 为实现对两相流中各相速度的同步测量,提出了一种两相流数字粒子图像测速(PIV)方法.该方法选用合适的示踪粒子显示液体的运动,并用高速摄像机采集气液两相流动数字图像.从图像处理着手,根据图像灰度的不连续性和相似性,对采集到的两相流数字粒子图像进行分离,实现液体示踪粒子和气泡的标定.最后采用基于改进了的互相关算法得到液体流场速度分布,同时利用跟踪法得到气泡的速度分布,并对液体速度场中产生误矢量的原因进行了分析,消除了误矢量.经实例研究表明,该测量方法对硬件的依赖性小,测量成本低,可进一步推广至气固两相流的测量. 展开更多
关键词 粒子图像测速 两相流 图像处理 互相关
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基于互相关算法的粒子图像测速技术 被引量：9
13
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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基于粒子图像测速的离心泵叶轮内流动分离测试与分析 被引量：7
14
作者 吴贤芳 刘厚林 +2 位作者 杨洪镔 谈明高 王凯 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第20期51-57,共7页
离心泵在小流量工况下运行极易产生流动分离,严重影响泵的运行稳定性。为了揭示离心泵小流量工况下叶轮内流动分离的变化规律,对一比转数为73的离心泵小流量工况下叶轮内部流动进行了PIV测试和分析,并以流动偏移角和回流强度为参数对测... 离心泵在小流量工况下运行极易产生流动分离,严重影响泵的运行稳定性。为了揭示离心泵小流量工况下叶轮内流动分离的变化规律,对一比转数为73的离心泵小流量工况下叶轮内部流动进行了PIV测试和分析,并以流动偏移角和回流强度为参数对测试结果做了量化分析。不同工况的测试结果表明,0.6Qd工况下叶轮内开始出现流动分离,到0.2Qd工况下流动分离已发展充分;随着流量的降低分离泡向流道中部和出口方向移动发展。0.2Qd工况下不同相位的试验结果显示叶轮流道接近隔舌时会出现分离泡,经过隔舌后分离泡迅速发展,远离隔舌后分离泡逐渐消失。流动偏移角的量化分析能够准确反映出叶轮流道内分离泡的数目;回流强度的量化分析表明叶片旋转过隔舌135°后,动静干涉对流动分离的作用明显减弱。 展开更多
关键词 离心泵 叶轮 速度 流动分离 粒子图像测速
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基于粒子图像测速技术的液力变矩器涡轮内流场测试与分析 被引量：17
15
作者 柴博森 王玉建 +2 位作者 刘春宝 马文星 王文博 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期92-98,F0003,共8页
液力变矩器是自动变速器的主要部件,其在乘用车、载重汽车、公共汽车和机车上的应用广泛。液力变矩器内部流动特性影响其外部性能,为了深入研究其内部流动特性,基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对液力变矩器涡轮... 液力变矩器是自动变速器的主要部件,其在乘用车、载重汽车、公共汽车和机车上的应用广泛。液力变矩器内部流动特性影响其外部性能,为了深入研究其内部流动特性,基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对液力变矩器涡轮内流场进行试验研究。采用帧频为1 000帧/s的CCD高速相机,在不同工况下(输入与输出的转速比分别取0、0.3、0.5、0.7)采集不同粒子直径、不同粒子浓度下的流动图像,经过图像预处理,对连续两帧图像进行互相关计算,获得涡轮径向切面的速度场和涡量场。通过对流场分布结构和流动区域上复杂流动现象的对比分析,发现投入流场中粒子浓度越高(1 500mL蒸馏水中投入2.4 g粒子)、粒子直径越小(10μm)时,识别并提取流动区域上的流动参数越丰富,流速场和涡量场信息越可靠。液力变矩器内部高梯度流场分布结构和非均匀流速场分布导致出现多尺度涡旋和反向流等复杂流动现象,造成液力变矩器内部流动能量损耗,随转速比提高,涡轮流场结构趋于规律,能耗逐渐降低。该文试验测量与分析结果对于液力变矩器结构优化和性能提升提供了参考。 展开更多
关键词 可视化 计算机仿真 涡流 液力变矩器 粒子图像测速 互相关 流速场 涡量场
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复合M型人工鱼礁粒子图像测速二维流场试验研究 被引量：17
16
作者 关长涛 刘彦 +2 位作者 赵云鹏 崔勇 李娇 《渔业现代化》 北大核心 2010年第1期15-19,共5页
为了获得复合M型人工鱼礁的流场效应，为鱼礁的结构设计提供理论依据，选取3个不同水流流速（6．7cm／s、11．0cm／s、18．0cm／s），采用粒子图像测速（PIV）技术，对复合M型人工鱼礁的二维流场进行测试。结果表明：礁体迎流面和背流... 为了获得复合M型人工鱼礁的流场效应，为鱼礁的结构设计提供理论依据，选取3个不同水流流速（6．7cm／s、11．0cm／s、18．0cm／s），采用粒子图像测速（PIV）技术，对复合M型人工鱼礁的二维流场进行测试。结果表明：礁体迎流面和背流面分别产生上升流和背涡流，其规模随着来流速度的增加而增大；当鱼礁圆柱孔与流向夹角为90°时所产生的上升流高度为礁高的53％～90％，背涡流面积为迎流面积的0．7—1．3倍；夹角为0。时上升流高度为礁高的33％-83％，背涡流面积为迎流面积的40％～60％；90。工况下上升流平均流速是0。工况时的1．1—2．7倍，背涡流的最大回流速度为0°时的3．0～9．0倍。鱼礁投放时采用鱼礁圆柱孔与水流流向垂直的摆放形式流态较好。 展开更多
关键词 人工鱼礁 粒子图像测速(PIV) 上升流 背涡流 定量分析
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粒子图像测速技术研究进展 被引量：66
17
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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菱形自由射流与圆形自由射流流动特性的粒子图像测速研究 被引量：7
18
作者 陈冬林 贠英 +2 位作者 米建春 成珊 邓涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第17期76-81,147,共6页
针对菱形和圆形2种不同出口形状的孔板自由射流,在出口雷诺数Re 72 000(速度使用射流平均出口速度Ue,特征长度使用当量直径De)的情况下应用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对空气射流在初始段和过渡段的流场进行测量... 针对菱形和圆形2种不同出口形状的孔板自由射流,在出口雷诺数Re 72 000(速度使用射流平均出口速度Ue,特征长度使用当量直径De)的情况下应用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对空气射流在初始段和过渡段的流场进行测量,并对2种不同形状出口的射流流动特性进行对比分析。结果表明:与圆形自由射流相比,菱形自由射流有更强的混合和卷吸周围流体的能力,具体表现在菱形自由射流的势流核更短,速度衰减和扩散更快以及湍流强度更大;另外,在菱形射流中还出现了长短轴半值宽变换的现象。 展开更多
关键词 菱形射流 圆形射流 自由射流 湍流混合 粒子 图像测速测量 半值宽转换
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近红外成像的便携式大尺度粒子图像测速仪 被引量：13
19
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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数字全息粒子图像测速技术(DHPIV)研究进展 被引量：9
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作者 申功炘 张永刚 +1 位作者 曹晓光 吴坚 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期563-574,共12页
全息粒子图像测速技术(DHPIV)是当前非常具有发展潜力的非定常三维流场测量技术,是一种具有点空间分辨力的三维空间三维速度场和时间历程的实验观测方法和技术.本文介绍了该项技术(数字全息DH和粒子图像测速PIV)的发展背景和近20年来的... 全息粒子图像测速技术(DHPIV)是当前非常具有发展潜力的非定常三维流场测量技术,是一种具有点空间分辨力的三维空间三维速度场和时间历程的实验观测方法和技术.本文介绍了该项技术(数字全息DH和粒子图像测速PIV)的发展背景和近20年来的研究进展,并介绍了已测得的非定常复杂流动的初步结果.详细论述了DHPIV技术所面临的关键性问题和应用基础问题以及相应的进展:粒子空间场的重建与再现的空间分辨率问题、粒子定位或位移精度问题、信噪比和数字再现的光学与快速算法以及测量空间的扩展等问题.同时讨论了数字离轴全息等有关技术的潜力,介绍了进一步的研究发展方向. 展开更多
关键词 非定常复杂流动 数字全息 粒子图像测速 同轴全息 离轴全息
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