高速PIV布撒技术的改进研究

基于上海交通大学高超创新实验室现有技术,为发展高速PIV技术而改进开发了高速PIV粒子布撒系统。针对原有系统经常无法有效布撒粒子的缺陷,从系统中的管道、高压气体、喷嘴等几个方向下手进行改造,设计了新的高速PIV粒子布撒系统。对管道进行了软管化设计,高压气体采用干燥的氮气,喷嘴则设计成能在罐体中产生旋流的结构。对于这些改造进行了分析和实验测试,证明了这些改造能加强布撒粒子的效果。最后提出了这套系统可以继续改进的一些方向。

高速复杂流动PIV技术研究实践与挑战

粒子图像测速技术目前已经发展成为实验流体力学领域应用最广泛的非接触激光测试方法之一,为认知复杂流动机理提供直观的流场信息。本文基于超声速流场PIV技术研究实践,针对示踪粒子布撒器设计、粒子松弛特性模型构建、激波流场测试分析、超声速平板湍流边界层结构分析等方面具体问题的研究和认识,从理论、定量化的角度深入分析了应用于超声速流场PIV技术现阶段依然存在的问题。从应用于超声速流场PIV技术的原理出发,针对高速复杂流场的PIV测试现状,总结了应用于超声速流场PIV技术发展过程中的光学部件、示踪粒子及布撒系统所遇到的一系列挑战,以及国内外利用PIV技术在高速复杂流场研究中所取得的成就,针对PIV技术能否适用于高超声速流场的测量做了系统化地探索。并根据实践经验提出了应用于超声速流场PIV技术未来的发展方向:通用的精确的PIV方法不存在,必须从具体研究的流动机理角度改造相应的PIV测试手段。