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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技术的高强材料梁柱节点抗震性能研究
3
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
4
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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基于PIV/PTV的直升机旋翼“沙盲”现象风沙两相流测量
5
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技术的非饱和膨胀土径向劈裂试验研究
6
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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基于粒子图像分割的混合PIV-PTV算法
7
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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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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水流作用下的群桩流场特性PIV试验研究
9
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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垂直及斜出水流场的二维及三维TR-PIV试验 被引量：13
10
作者 张军 李英浩 金朋寿 《船舶力学》 EI 北大核心 2005年第2期9-17,共9页
本文对钝头回转体垂直及斜出水流场采用TR-(Time-Resolved)PIV技术进行测量,并对斜出水流场进行3D-StereoPIV(三维体视PIV)测量。文中介绍了测试技术及测量结果,揭示了出水过程中流动结构及其演变,展示了TR-PIV技术对具有瞬态历程特征... 本文对钝头回转体垂直及斜出水流场采用TR-(Time-Resolved)PIV技术进行测量,并对斜出水流场进行3D-StereoPIV(三维体视PIV)测量。文中介绍了测试技术及测量结果,揭示了出水过程中流动结构及其演变,展示了TR-PIV技术对具有瞬态历程特征的出水流场研究的适应性。 展开更多
关键词 出水 Time—Resolved piv:3D—Stereo piv
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基于高速摄像与PIV技术的喷丸丸粒运动特征研究
11
作者 范俊锴 孙明阁 +1 位作者 赵武 刘伟 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期799-804,共6页
喷丸作为一种重要的金属表面机械处理工艺,其加工质量与固体丸粒在高速气流作用下的运动规律密切相关。探究一种精确可行的喷丸丸粒速度测量方法,明确喷丸丸粒流的空间散射特征和速度场分布特征,对于优化喷丸工艺参数至关重要。基于高... 喷丸作为一种重要的金属表面机械处理工艺,其加工质量与固体丸粒在高速气流作用下的运动规律密切相关。探究一种精确可行的喷丸丸粒速度测量方法,明确喷丸丸粒流的空间散射特征和速度场分布特征,对于优化喷丸工艺参数至关重要。基于高速摄像机,搭建了喷丸丸粒运动高速图像数据采集系统,捕捉喷丸中丸粒的瞬时空间位置变化特征。采用Photoshop图像处理软件对采集的照片进行预处理,获得具有高对比度的丸粒流黑白二值化图片。使用开源的粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)软件PIVLab对丸粒流图像进行数据处理,获得喷丸丸粒流的速度场结果。结果表明,在喷气压力为0.4 MPa,采用0.4 mm铸钢丸粒条件下,丸粒流的散射锥体倾角为10°,丸粒最大运动速度约为46.5 m/s。在不同的空间截面上,丸粒运动速度呈现高斯分布特征,且其标准差随丸粒与喷嘴之间的距离增大而增大。丸粒在离开喷嘴后速度迅速增长至稳定值,速度变化符合Logistic函数特征。与经验公式相比,所得到的丸粒速度场分布公式更加准确,且能体现丸粒的空间分布特征。 展开更多
关键词 喷丸 丸粒 piv 速度场 pivLab
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灌水器微细流道水沙两相流分析和微PIV及抗堵实验研究 被引量：43
12
作者 魏正英 唐一平 +1 位作者 温聚英 卢秉恒 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1-9,共9页
为可视化研究灌水器微细迷宫流道内含有未过滤掉的沙粒的实际流动状况,进而探索迷宫流道的堵塞机理,针对灌水器复杂且微细的迷宫流道结构(1mm左右),该文选取常用的矩形和锯齿形迷宫流道滴片结构,根据液固两相流理论,对其微细流道进行了... 为可视化研究灌水器微细迷宫流道内含有未过滤掉的沙粒的实际流动状况,进而探索迷宫流道的堵塞机理,针对灌水器复杂且微细的迷宫流道结构(1mm左右),该文选取常用的矩形和锯齿形迷宫流道滴片结构,根据液固两相流理论,对其微细流道进行了水沙两相流计算流体力学数值模拟了CFD分析,得到了迷宫流道内流体的速度和流线分布及沙粒的运动轨迹和浓度的瞬时分布,分析认为流道内的低速区及涡旋区是造成堵塞的主要原因。并根据灌水器迷宫流道水沙两相流实验的需要,构建了微细流道中流动状态可视化测试的微粒子图像测速(Particle Image Velocimetry PIV)实验台,尝试应用微PIV测速技术对流道内两相流流场进行了测定,而且配合短周期堵塞实验验证了CFD计算的正确性。通过短周期堵塞实验分析得到了流道单元的最佳结构参数。 展开更多
关键词 灌水器 微细流道 水沙两相流 抗堵性能 粒子图像测速(Particle Image VELOCIMETRY piv)
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PIV技术的几种实现方法 被引量：22
13
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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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
14
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技术在大型振动台模型试验中的应用 被引量：32
15
作者 刘君 刘福海 +1 位作者 孔宪京 李永胜 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期368-374,共7页
PIV(Particle image velocimetry)技术在流场试验和土体静力变形试验中已经得到了广泛应用,并取得了良好的测试分析效果。但在大型振动台模型试验中的应用还未见发表。结合边坡稳定大型振动台模型试验,对PIV技术在大型振动台模型试验中... PIV(Particle image velocimetry)技术在流场试验和土体静力变形试验中已经得到了广泛应用,并取得了良好的测试分析效果。但在大型振动台模型试验中的应用还未见发表。结合边坡稳定大型振动台模型试验,对PIV技术在大型振动台模型试验中的应用进行了探索,并对边坡失稳的判别准则进行了分析。分别采用SONY高清数码摄像机、MVC高分辨率摄像头和CANON数码单反相机进行图片采集。结果发现高清数码相机所采集的照片能够为PIV技术提供较好的支持。图片分析结果表明:PIV测量技术能较好地测定大型振动台模型试验中观察面内任意点在任意时刻的位移,可以获得丰富的边坡变形直至破坏的完整过程,从而可以深入地研究地震作用下边坡变形发展、应变局部化形成及其与边坡破坏过程的关系。通过对位移时程曲线的分析表明,位移曲线曲率判别法能较准确判别边坡失稳时刻。 展开更多
关键词 piv 大型振动台 模型试验 边坡稳定 变形
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基于PIV的低比转数离心泵网格无关性 被引量：17
16
作者 张金凤 黄茜 +2 位作者 袁寿其 冒杰云 王业芳 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期567-572,583,共7页
针对小流量工况采用计算流体动力学(CFD)对离心泵的性能进行数值模拟的精度问题,以一低比转数离心泵为例对其进行整体结构化网格划分,采用ANSYS CFX 14.5软件对模型离心泵的进口管路流道、叶轮流道以及蜗壳流道组成的流场进行定常数值计... 针对小流量工况采用计算流体动力学(CFD)对离心泵的性能进行数值模拟的精度问题,以一低比转数离心泵为例对其进行整体结构化网格划分,采用ANSYS CFX 14.5软件对模型离心泵的进口管路流道、叶轮流道以及蜗壳流道组成的流场进行定常数值计算.从改变整体网络数量与叶轮网格数量的角度分别进行网格无关性验证对0.6及1.0倍设计流量下的模拟精度进行比较研究.准确性评价指标采用外部特性扬程值及PIV得到的叶轮和蜗壳内部分区域的绝对速度,具有较强的说服性.分析表明:对总体网格数增加的方法进行的无关性分析即可满足要求;网格数量的增加对叶轮内绝对速度影响较大,而对蜗壳内绝对速度影响很小;在设计工况下,蜗壳和叶轮内部绝对速度的预测精度都比0.6Q_d工况下的高,因而在进一步小流量流动特性分析时,需要更精密的网格.通过对外特性和内流场速度的对比,最终选择网格模型为网格IGD. 展开更多
关键词 离心泵 网格无关性 小流量 piv 数值模拟
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圆柱体绕流尾迹的PIV测量 被引量：18
17
作者 张孝棣 蒋甲利 +2 位作者 贾元胜 马洪志 肖亚克 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期74-78,共5页
PIV是一种先进的流场定量测量技术,在生产性风洞中的应用前景非常广泛。利用PIV测量技术,采用双CCD摄像机在FL-5低速生产性风洞中对不同的雷诺数Re下圆柱体绕流尾迹进行定量的测量,给出了圆柱体绕流尾迹的瞬时速度场、涡量场和流场的流... PIV是一种先进的流场定量测量技术,在生产性风洞中的应用前景非常广泛。利用PIV测量技术,采用双CCD摄像机在FL-5低速生产性风洞中对不同的雷诺数Re下圆柱体绕流尾迹进行定量的测量,给出了圆柱体绕流尾迹的瞬时速度场、涡量场和流场的流线图。通过测量发现剪切层的相互作用是圆柱体绕流尾迹区旋涡形成和脱落的重要因素,并直接验证了Gerrard的绕流尾迹理论;在雷诺数Re=104～105范围内,随着雷诺数的增大圆柱绕流近尾迹区旋涡形成区域长度在逐渐缩短。 展开更多
关键词 圆柱体 piv测量 CCD摄像机 测量技术 雷诺数 相互作用 形成区域 圆柱绕流 生产性 速度场 流线图 涡量场 剪切层 近尾迹 定量 流场 风洞 旋涡
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风力机叶尖涡尾迹结构PIV测量研究 被引量：21
18
作者 肖京平 武杰 +1 位作者 陈立 史喆羽 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2011年第6期683-692,共10页
空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所依托工程型大风洞(实验段直径3.2 m),采用高分辨率CCD相机(4 008像素×2 672像素),针对旋转状态下的风力机叶片尾流开展大视场(单个观测区域达到570 mm×380 mm)PIV(particle image ve... 空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所依托工程型大风洞(实验段直径3.2 m),采用高分辨率CCD相机(4 008像素×2 672像素),针对旋转状态下的风力机叶片尾流开展大视场(单个观测区域达到570 mm×380 mm)PIV(particle image velocimetry)测量,以NREL UAE PhaseⅥ风力机叶片1/8缩比模型为实验对象,获取了叶尖涡产生、发展的流动数据,为研究风力机叶尖涡结构和流动机理研究提供重要的基础数据.观测结果表明,叶尖涡从后缘脱落后首先有一个短时间的向内运动,然后随着尾流的膨胀向外运动,其涡强度则先是短时间内降低,然后随着涡的卷起而增强,从而形成一个强大的叶尖涡.在实验观察范围内叶尖涡在来流方向的迁移规律近似线性. 展开更多
关键词 风力机 piv 叶尖涡 流场
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基于粒子成像测速(PIV)技术的褶皱冲断构造物理模拟 被引量：18
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作者 沈礼 贾东 +3 位作者 尹宏伟 孙闯 张勇 范小根 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期471-480,共10页
本文设计完成了三种双滑脱层模型的物理模拟实验,并运用粒子成像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术计算出实验过程中各阶段模型剖面上的速度场分布,进而对褶皱冲断带的运动学过程和变形机制进行讨论。实验结果表明,双滑脱层模型... 本文设计完成了三种双滑脱层模型的物理模拟实验,并运用粒子成像测速(PIV,Particle Image Velocimetry)技术计算出实验过程中各阶段模型剖面上的速度场分布,进而对褶皱冲断带的运动学过程和变形机制进行讨论。实验结果表明,双滑脱层模型中,基底滑脱层控制了整体的构造样式,浅部滑脱层决定局部的浅层构造。笔者等将实验结果与龙门山褶皱冲断带南段双滑脱体系构造进行了比较,验证了这一结论。PIV分析显示,逆冲断层的产生经历一个平行层缩短的变形过程。该过程在塑性层上、下具有明显差异,塑性层上的变形传递得更快更远。当缩短进行到一定阶段,断层开始发育,发生初始破裂,断层下盘的变形消失,应变集中在断面上,断层上盘沿断面同步逆冲。 展开更多
关键词 粒子成像测速(piv) 物理模拟 褶皱冲断 双滑脱体系 速度场 龙门山褶皱冲断带
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轴流泵内部流动数值模拟及PIV试验 被引量：19
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作者 施卫东 邵佩佩 +1 位作者 张德胜 张华 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期277-282,289,共7页
为了研究轴流泵内部流动数值模拟中不同湍流模型的适用性,分别采用standard k-ε模型、RNG k-ε模型、SST k-ω模型以及大涡模拟(LES)方法,基于结构化网格与网格滑移技术,对叶轮直径为200 mm、名义比转数ns为700的模型轴流泵进行了性能... 为了研究轴流泵内部流动数值模拟中不同湍流模型的适用性,分别采用standard k-ε模型、RNG k-ε模型、SST k-ω模型以及大涡模拟(LES)方法,基于结构化网格与网格滑移技术,对叶轮直径为200 mm、名义比转数ns为700的模型轴流泵进行了性能预测和全流场数值模拟;计算了水泵的扬程和效率,并与在水泵试验台上测试得到的外特性结果进行了对比和分析.结果表明,在最优工况附近,standard k-ε模型、RNG k-ε模型和SST k-ω模型都能较精确地预测轴流泵的外特性,基于RNG k-ε湍流模型的扬程和效率误差相对较小;在非设计工况下,不同湍流模型具有不同的特性.在0.8Qopt,1.0Qopt和1.2Qopt工况下,针对叶轮与导叶间的轴向间隙处进行了PIV内部流场测试;将各个湍流模型下的数值模拟结果与PIV的测量结果进行比较,发现基于雷诺时均方程的3种湍流模型的内流场流线与PIV的测量结果进行比较,发现基于雷诺时均方程的3种湍流模型的内流场流线与PIV的试验结果具有基本相同的趋势性,从而证明了数值模拟计算的可靠性和有效性;而采用LES计算得到的流场与PIV测量结果产生一定的偏差.同时,对轴流泵在不同流量工况下内流场的流动结构进行了分析. 展开更多
关键词 轴流泵 湍流模型 数值模拟 误差分析 piv试验
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