激光断面扫描的人造龙卷风模拟与测量

为探究龙卷风的形成原理及其气流特性,使用抽气机、鼓风机、PVC管等材料设计并制作了龙卷风发生装置,通过单片机控制步进电机驱动丝杆滑台,实现龙卷风的定距移动,并对稳定单涡旋、双涡旋分别进行测量、分析,研究了涡旋的内部结构以及对另一同向涡旋的涡旋强度的影响。对于速度场测量方法,本文采用激光断面扫描获取图像,并利用边缘识别、计算圆隶属度的方法消除龙卷风减少不稳定造成的误差,从而得到龙卷风激光扫描断面图像之间的瞬时速度场及涡量场等数据。