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

1

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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方柱绕流粒子图像测速试验与数值模拟 被引量：17

2

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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基于粒子图像测速的高含水率软土真空预压试验 被引量：3

3

作者 潘晓东 周廉默 +3 位作者 孙宏磊 蔡袁强 史吏 袁宗浩 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1078-1085,共8页

为了更加直观地研究真空预压过程中土体的固结变形规律,采用粒子图像测速技术(PIV),开展高含水率软土真空预压模型试验,观测真空预压过程中塑料排水板(PVDs)周围土体位移场的变化.结果表明:排水板周围土体产生了水平方向的位移,且随着... 为了更加直观地研究真空预压过程中土体的固结变形规律,采用粒子图像测速技术(PIV),开展高含水率软土真空预压模型试验,观测真空预压过程中塑料排水板(PVDs)周围土体位移场的变化.结果表明:排水板周围土体产生了水平方向的位移,且随着真空预压的进行,产生水平位移的范围不断扩大;排水板近处的土体以水平位移为主,主要发生径向固结,距排水板远处土体以竖向位移为主,主要发生竖向固结,并因此形成了排水板处土体凸起而远处下沉的"土桩"现象.结合孔隙水压力值监测结果,认为土体中不同区域的径向固结存在差异,距离排水板近处的土体排水固结更快.另外,对于距离排水板15 cm范围内的土体,通过径向位移计算得到的固结度大于通过孔隙水压力值计算得到的固结度. 展开更多

关键词 真空预压 塑料排水板(PVDs) 粒子图像测速技术(piv) 高含水率软土

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PIV技术在动车组受电弓区域流场测试中的应用 被引量：1

4

作者 白夜 赵昌盛 +2 位作者 刘寅秋 王志良 张岩 《铁道机车车辆》 北大核心 2023年第2期123-128,共6页

受电弓区域是影响动车组气动阻力和振动噪声的关键部位之一,其流场特性是空气动力学研究的基础。针对该区域的流场研究多以模型试验和数值计算为主,缺乏实车试验数据为其提供数据支撑与对比基础,文中将PIV(Particle Image Velocimetry,... 受电弓区域是影响动车组气动阻力和振动噪声的关键部位之一,其流场特性是空气动力学研究的基础。针对该区域的流场研究多以模型试验和数值计算为主,缺乏实车试验数据为其提供数据支撑与对比基础,文中将PIV(Particle Image Velocimetry,粒子图象测速技术)引入受电弓区域流场测试,针对实车上的平面流场信息进行了采集,获得了真实有效的速度及涡量分布情况。 展开更多

关键词 粒子图像测速技术(piv) 动车组 受电弓 流场测试

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柴油机燃油喷射雾化的PIV测量试验研究 被引量：12

5

作者 成晓北 黄荣华 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第3期224-228,共5页

介绍了先进的粒子图像测速技术(PIV)应用于燃油喷雾过程的试验研究结果,燃油通过多种孔径的单孔和多孔喷油嘴喷入一个定容压力室内,采用高分辨率的CCD摄像机记录整个喷射过程,可以观察到喷雾场内部结构.结果分析显示,高速射流表面存在... 介绍了先进的粒子图像测速技术(PIV)应用于燃油喷雾过程的试验研究结果,燃油通过多种孔径的单孔和多孔喷油嘴喷入一个定容压力室内,采用高分辨率的CCD摄像机记录整个喷射过程,可以观察到喷雾场内部结构.结果分析显示,高速射流表面存在不稳定扰动波,在气动力作用下,液滴发生分裂破碎,呈现枝状分离表面.瞬态速度矢量图显示,气液界面处存在大尺度的卷吸涡流运动,有助于油气扩散混合. 展开更多

关键词 柴油机 粒子图像测速技术(piv) 喷雾试验

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基于PIV的保护性耕作对土壤风蚀的影响

6

作者 雷金银 张建宁 +1 位作者 吴发启 班乃荣 《宁夏农林科技》 2011年第12期1-2,4,共3页

利用风洞模拟试验研究了不同耕作措施的防风效益。研究表明,保护性耕作可明显增加地表粗糙度,提高土壤颗粒起动风速。免耕(NT)措施下地表垫面粗糙度最大,其次为翻耕覆膜(PT),常规耕作(CT)最小。相应地,NT和PT措施下起动风速分别比CT增加... 利用风洞模拟试验研究了不同耕作措施的防风效益。研究表明,保护性耕作可明显增加地表粗糙度,提高土壤颗粒起动风速。免耕(NT)措施下地表垫面粗糙度最大,其次为翻耕覆膜(PT),常规耕作(CT)最小。相应地,NT和PT措施下起动风速分别比CT增加31.89%和16.70%。保护性耕作还可减少农田土壤风蚀速率,CT措施下平均风蚀速率是NT和PT措施的3～4倍。由此可知,覆盖措施(覆膜和冬小麦)对减少农田土壤风蚀的作用更突出。 展开更多

关键词 保护性耕作 土壤风蚀 风洞 粒子图像测速技术(piv)

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基于PIV的渐变地表粗糙度对坡面流水动力特性的影响 被引量：1

7

作者 谷方正 张会兰 +2 位作者 王铃涵 夏绍钦 孙虎 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期18-24,33,共8页

粗糙度是影响坡面流水动力特性的关键因子,为探究渐变粗糙度影响下坡面流水力特性,采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)观测并分析3组流量下渐变粗糙床面下坡面流的流速轮廓线、紊动强度、雷诺应力和壁面切应力的变... 粗糙度是影响坡面流水动力特性的关键因子,为探究渐变粗糙度影响下坡面流水力特性,采用粒子图像测速技术(particle image velocimetry, PIV)观测并分析3组流量下渐变粗糙床面下坡面流的流速轮廓线、紊动强度、雷诺应力和壁面切应力的变化规律。结果表明:(1)流速随粗糙度增加而减小;拟合无量纲流速得到流速分布对数公式,粗糙度增大与拟合常数A成反比,与积分系数B成正比。(2)渐变地表粗糙度流向紊动强度与光滑床面坡面流变化趋势相似。流向紊动强度随相对水深的增大而减小。随着粗糙度增大,流向紊动强度大小出现非显著性差异。渐变粗糙床面下流向紊动强度符合Nezu经验公式,流量与经验系数成正比。(3)不同流量下,渐变粗糙床面的雷诺应力分布与光滑床面相似。在粗糙度影响下,雷诺应力最大值出现在y/H=0.2~0.4处。随着粗糙度逐渐增加,壁面切应力逐渐增大。综合表明,增加PIV分辨率方法可以适用于坡面流水力特性的研究。探究渐变粗糙度对坡面流的影响,探讨坡面流水动力学特性,为水土保持理论研究提供新思路。 展开更多

关键词 水动力特性 坡面流 粒子图像测速技术(piv) 渐变粗糙床面 粗糙度

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静水环境下草鱼幼鱼摆尾-滑行动力学研究

8

作者 胡晓 陈伟 +4 位作者 黄慧玲 张奔 杨国党 石小涛 龙泽宇 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第8期82-89,共8页

为研究静水环境下幼鱼摆尾-滑行时的推、阻力形成过程和鱼体周身流体作用机理,以草鱼幼鱼(Ctenopharyngodon idella)为研究对象,利用粒子图像测速技术(PIV)测量了草鱼幼鱼周身流场,计算了草鱼幼鱼周身由流体正压和流体负压产生的作用力... 为研究静水环境下幼鱼摆尾-滑行时的推、阻力形成过程和鱼体周身流体作用机理,以草鱼幼鱼(Ctenopharyngodon idella)为研究对象,利用粒子图像测速技术(PIV)测量了草鱼幼鱼周身流场,计算了草鱼幼鱼周身由流体正压和流体负压产生的作用力,比较了草鱼幼鱼头、中、尾部产生的推、阻力占比和游泳效率。结果表明:摆尾阶段的幼鱼推力主要来源于流体负压;滑行阶段的幼鱼则主要依靠鱼体周身流体正压形成的推力推动自身前进。整个摆尾-滑行周期内,草鱼幼鱼尾部流体形成的推力占总推力的48.81%,是推力的主要产生部位,且尾部的平均游泳效率(77.28%±16.87%)要明显高于头部和中部;草鱼幼鱼中部集中的阻力最多,占总阻力的67.82%,是幼鱼的主要阻力形成部位。 展开更多

关键词 草鱼幼鱼 摆尾-滑行 推力 阻力 粒子图像测速技术(piv) 流体压力 游泳效率

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潮流能水轮机流场特性的数值与实验研究 被引量：2

9

作者 荆丰梅 王毅 +2 位作者 郭彬 刘杨 李思睿 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期660-667,共8页

通过数值模拟和模型实验相结合的方式,研究水轮机近域的流场特性对其水动力性能的影响,分析远域下不同入流速度和尖速比等因素对尾流场特性的影响。研究结果表明,在设计尖速比下,水轮机能量转换效率的数值模拟结果(0.37)与实验结果(0.36... 通过数值模拟和模型实验相结合的方式,研究水轮机近域的流场特性对其水动力性能的影响,分析远域下不同入流速度和尖速比等因素对尾流场特性的影响。研究结果表明,在设计尖速比下,水轮机能量转换效率的数值模拟结果(0.37)与实验结果(0.36)的误差为0.3%,水轮机阻力系数的数值模拟结果(0.73)与实验结果(0.76)的误差为-4%,验证了数值模拟方法的准确性;水轮机梢部存在明显的三维流动现象,水轮机盘前梢部存在由叶根流向叶梢的径向流速(0.24 m/s),盘后梢部存在由叶梢流向叶根的径向流速(0.14 m/s),该叶片梢部尾流区的“下洗”流速导致水轮机能量转换效率下降;入流速度不会对尾流区轴向速度的恢复产生显著影响;在近尾流区(距离盘面小于5D)随尖速比的增加,尾流区轴向速度恢复呈逐渐降低的趋势,而在距离水轮机盘面超过10D之后,尖速比不会对尾流轴向速度恢复产生明显影响,但尖速比的增加会使梢涡存在时间变短,梢涡破碎的位置更靠近水轮机盘面。 展开更多

关键词 潮流能 数值模拟 模型试验 水轮机 流场特性 粒子图像测速技术(piv) 水动力特性

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流道进口大小对风机流场及换热器的影响研究 被引量：3

10

作者 刘斌 王玉琳 +2 位作者 王正 刘志峰 黄海鸿 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1602-1607,共6页

针对设置有低温换热装置和轴流风机的矩形流道,为了合理匹配风机与矩形流道的特性,保证流道内高效地换热,文章采用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术研究了轴流风机出口流场随流道进口宽度的变化规律,并对流道内换热器... 针对设置有低温换热装置和轴流风机的矩形流道,为了合理匹配风机与矩形流道的特性,保证流道内高效地换热,文章采用粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术研究了轴流风机出口流场随流道进口宽度的变化规律,并对流道内换热器的整体换热量进行了计算。实验结果表明:随着流道宽度的增加、流道阻力的减小,风机出口流场由径向向轴向转变,转变过程极短,但流场状态基本保持不变,在叶顶对应的主流和中心回流之间均存在涡流,随着向下游的发展迅速耗散;在受限进风条件下,风机前后大压差阻碍气流的轴向运动,叶片周向作用力为气流提供周向速度,当形成的离心力大于叶片的径向力时,将改变风机出口气流的流向;蒸发器的换热量并不随进口宽度的增加而线性变化,但气流流动阻力的减小加强了与蒸发器的热交换,导致换热量总体增大。 展开更多

关键词 矩形流道 轴流风机 粒子图像测速(piv)技术 出口流场 换热量

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刮板运行速度对浅槽重介分选机流场的影响 被引量：4

11

作者 陈志强 徐春江 +1 位作者 齐正义 黄亚飞 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第2期117-119,共3页

为探究浅槽重介分选机在分选过程中内部刮板运动的最佳速度，采用PIV粒子图像技术拍摄了浅槽重介分选机不同刮板速度下的流体粒子运动图像，对其分选流场进行了研究，揭示了浅槽重介分选机在不同刮板速度下的流场形态及运动规律。结果... 为探究浅槽重介分选机在分选过程中内部刮板运动的最佳速度，采用PIV粒子图像技术拍摄了浅槽重介分选机不同刮板速度下的流体粒子运动图像，对其分选流场进行了研究，揭示了浅槽重介分选机在不同刮板速度下的流场形态及运动规律。结果表明，刮板运行速度会给流体运动状态造成严重影响，试验得出刮板运行速度为0．06-0．08m／s时对分选最为有利。刮板速度影响的流场区域尽量控制在底流区以下，以免影响到分选区的流场从而影响煤炭正常分选。 展开更多

关键词 浅槽重介分选机 刮板速度 piv粒子图像技术 选煤

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一级旋流偏置对双旋流杯下游流场的影响 被引量：4

12

作者 刘成川 许全宏 于博文 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1244-1249,共6页

双旋流杯具有良好的综合燃烧性能,在航空发动机燃烧室中已获得广泛应用。但其在装配过程中不可避免地会出现细微的安装误差,为了研究这些细微误差是否会对燃烧性能产生影响,需要更细致地研究双旋流杯局部结构和气动特征对下游流场的影... 双旋流杯具有良好的综合燃烧性能,在航空发动机燃烧室中已获得广泛应用。但其在装配过程中不可避免地会出现细微的安装误差,为了研究这些细微误差是否会对燃烧性能产生影响,需要更细致地研究双旋流杯局部结构和气动特征对下游流场的影响作用。因此,本文在常温常压条件下采用粒子图像测速(PIV)技术测试了双旋流杯下游冷态流场,探究一级旋流偏置对反向双旋流杯下游流场的影响规律。结果表明,随着一级旋流偏置距离的增加,在无量纲偏置量下游流场无变化,而当继续增加一级旋流的偏置距离时,下游流场会出现明显的偏移,这对旋流器的安装调试提供了参考。 展开更多

关键词 航空发动机 燃烧室 旋流杯 粒子图像测速(piv)技术 旋流偏置

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网板结构柱塞流电化学反应器流场的测试 被引量：2

13

作者 邵碧娟 李相鹏 +1 位作者 李婷婷 王家德 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期130-135,共6页

采用粒子图像测速技术(PIV)对用于废水处理的网板结构柱塞流电化学反应器(MPE-PFER)进行全流场测试,分析反应器入口区域及中部反应段截面的速度场分布;考察进口方式和流速对反应器流场分布和进出口压差的影响.实验结果表明,反应器入口... 采用粒子图像测速技术(PIV)对用于废水处理的网板结构柱塞流电化学反应器(MPE-PFER)进行全流场测试,分析反应器入口区域及中部反应段截面的速度场分布;考察进口方式和流速对反应器流场分布和进出口压差的影响.实验结果表明,反应器入口区域属流体流动过渡区,受进口方式的影响较大;反应器中部区域流场稳定、规则,速度梯度、进出口压差随流体速度的增大而明显增加;切向进口下的流场均匀,能量损失少,为最佳的反应器入口结构. 展开更多

关键词 柱塞流电化学反应器(PFER) 网板电极(MPE) 粒子图像测速技术(piv) 流场

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粗糙地形内潮导致混合的实验研究 被引量：1

14

作者 于宇君 孟静 +1 位作者 陈旭 杨华 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1-6,共6页

内潮是海洋能量级串中重要环节,对维持海洋背景层结及大尺度环流结构起着重要的作用。本文设计了粗糙地形内潮导致混合的实验方案,对内潮混合机制进行了探讨。根据混合机理将流场分为三个区域:底边界层区、近底边界层区及远离边界层区... 内潮是海洋能量级串中重要环节,对维持海洋背景层结及大尺度环流结构起着重要的作用。本文设计了粗糙地形内潮导致混合的实验方案,对内潮混合机制进行了探讨。根据混合机理将流场分为三个区域:底边界层区、近底边界层区及远离边界层区。利用PIV及ADV观测内潮流场中断面的流速,计算并对比了两者的无量纲流速振幅、雷诺剪切应力及湍耗散率。对比结果良好,实验方案可用于内潮混合的实验研究。 展开更多

关键词 内潮 混合 湍耗散率 粒子图像测速技术(piv) 声谱多普勒流速仪(ADV)

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CAARC标准高层建筑模型风致效应及背风侧流场特性研究 被引量：2

15

作者 董欣 叶继红 +1 位作者 邹云峰 左太辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期122-130,178,共10页

通过风洞测压试验、PIV试验和动力响应计算,对比分析0°和90°风向下,CAARC模型围护结构风压、模型背风侧流场特性及主体结构风振响应。①对比了模型立面风压分布及整体风力,两种风向下,模型表面风压分布的较大差异存在于侧风... 通过风洞测压试验、PIV试验和动力响应计算,对比分析0°和90°风向下,CAARC模型围护结构风压、模型背风侧流场特性及主体结构风振响应。①对比了模型立面风压分布及整体风力,两种风向下,模型表面风压分布的较大差异存在于侧风面。相比于0°风向,90°风向下模型整体阻力和升力较小,但整体扭矩较大。②直观展现了模型背风侧的流场特性。两种风向下,模型后部水平面内均出现尾流涡对;竖直面内的显著旋涡仅出现在0°风向。相比而言,0°风向下,尾流涡对尺寸较大,逆向流速较高,周围流体横风向运动剧烈。③给出了模型顶部位移和加速度随折减风速变化的拟合方程,两种风向下,模型顶部顺风向响应与折减风速的2~2.6次幂成正比;横风向响应与折减风速的3~3.5次幂成正比。相比而言,90°风向下,模型顶部横风向位移和加速度随折减风速的增幅分别为0°风向下的2倍和2.6倍。 展开更多

关键词 矩形高层建筑标准模型(CAARC) 风压分布 整体风力 粒子图像测速技术(piv) 旋涡 风振响应

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不同污泥高度下ABR液相流场特性试验研究

16

作者 王荣麟 李开世 +1 位作者 黄文权 董亮 《环境工程技术学报》 CAS 2017年第6期726-732,共7页

在厌氧折流板反应器(ABR)不同进水流量(150~500 L/h)和不同污泥高度(0~45 mm)的组合工况下,利用激光粒子图像测速技术(PIV)研究了ABR第一隔室内部的液相流场特性,获得了反应器关键截面的液相流场数据。结果表明:在污泥高度为0 mm时,ABR... 在厌氧折流板反应器(ABR)不同进水流量(150~500 L/h)和不同污泥高度(0~45 mm)的组合工况下,利用激光粒子图像测速技术(PIV)研究了ABR第一隔室内部的液相流场特性,获得了反应器关键截面的液相流场数据。结果表明:在污泥高度为0 mm时,ABR降流区径向平均速度随进水流量的增加呈先下降后增加再下降趋势;污泥高度为15 mm时,轴向平均速度随进水流量的增加呈先下降后增长趋势;平均涡量随进水流量的增加呈逐渐增加趋势。升流区径向和轴向平均速度随进水流量呈波动趋势。降流区的返混程度随污泥高度的增加而增大,矢量速度高速区集中在降流区距进水口180~250 mm处。升流区涡核数量随污泥高度增加而增加,矢量速度高速区集中在下部0~20 mm处。 展开更多

关键词 粒子图像测速技术(piv) ABR 污泥高度 液相流场

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