圆柱绕流涡系演变的DPIV测试

利用数字式PIV技术在阵风环境风洞中对Re=500时的圆柱绕流进行测量,给出了圆柱后2.2倍直径、圆柱两侧各一倍直径的区域内一系列瞬态的速度矢量场、涡量场和流线图。根据可视化图像和量化结果,着重分析了该区域的涡系结构和一个拟周期内旋涡的发展演化过程。

基于互相关的DPIV图像诊断方法研究

数字粒子图像测速技术（ Ｄ Ｐ Ｉ Ｖ— Ｄｉｇｔａｌ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｍ ａｇｉｎｇ Ｖｅｌｏｃｉｍ ｅｔｒｙ）已在国内外得到广泛的重视和应用，但目前能否推广应用的关键在于能否发展一种快速的诊断方法，本文介绍一种基于互相关算法的快速诊断方法的原理，编程并应用于水箱中的水受到低速射流的影响而产生卷吸的实验。

基于DPIV技术回转圆筒内颗粒流场可视化研究

从DPIV图像诊断所依据的光流场运动矢量估值的原理出发,发展了结合流体固有特征信息的连续性运动矢量估值算法,并应用于回转圆筒内颗粒流场的定性测量。结果表明,传统的相关算法无法描述流场的细节,而通过新算法不仅可以得出被测截面中每个像素点运动的精确解,还可成功地将回转圆筒内颗粒的流动划分为活动层和塞流区,在料床下部塞流区中颗粒随筒体作回转运动,颗粒间无相对运动,而在料床表面活动层内颗粒则作随机无序的自由滚落运动。回转圆筒颗粒图象的DPIV分析还表明转速是影响筒内颗粒流场的重要参数。

DPIV技术在絮凝池流场特性研究中的应用

利用数字粒子图像测速(DPIV)技术对往复隔板絮凝池中的复杂流场进行测量,分析池内水流特性对絮凝效果的影响机制.结果表明,絮凝池廊道头部流场对絮凝效果有很大影响.为改善絮凝池的流场,可增大池内的有效空间.

DPIV流场测试技术中的数据处理

研制了双 CCD单镜头 DPIV系统 ,用于测试二维流场 ;并利用互相关函数、自相关函数的特性对实验所得的图像数据进行分析处理 ,得到了测试流场中瞬时的速度分布 .

圆管湍流近壁结构的DPIV实验研究

采用粒子数字图像测速 (DPIV)对充分发展的圆管湍流进行了研究 ,测量结果和直接数值模拟结果的比较 ,表明作者开发的DPIV技术可取得满意的精度。在此基础上通过瞬时脉动速度场对圆管湍流的近壁结构进行了研究 ,并在近壁结构中检测出涡诱导的喷发和扫掠、低速条带和流向涡结构等拟序结构 。

大板坯连铸结晶器内熔体流动的DPIV物理模拟

采用DPIV技术(粒子图像测速技术)对大板坯连铸结晶器内熔体的流动进行了物理模拟。通过测试分析结晶器内流场,描述了结晶器内熔体流动的基本特征,研究了浸入式水口结构、浸入深度、拉坯速度对结晶器流场的影响。TECPLOT作为后处理软件进行速度向量、流线和各种等值云图的计算与分析,从而揭示金属液流动的规律,以便有目的地控制流动和水口工艺,改善连铸坯的组织性能。结果发现,0°水口与15°水口相比,流体在结晶器上部向上流动的趋势更加强烈,而冲击深度变浅;随着水口浸入深度的增加,液面流速降低,液面附近向上运动的回流范围变得越来越大,向下回流的涡心位置下移。试验表明:液面高度要控制在100～150mm;拉坯速度增加时,结晶器内的流速随之增大,自由表面变得更加不稳定,同时液流对窄面的冲击能量增强。

超空化水翼流场的DPIV实验研究

该文采用DPIV粒子成像测速系统对绕2D超空化水翼(Tulin翼)的空化流场进行了测量,研究了初生空化阶段,附着型片状空化阶段,空化云以及超空化四个阶段典型流场的速度分布及涡量分布。实验结果表明:在空化发展的四个阶段,相对于主流区域,空化流区域速度明显偏小;在整个流动区域,有两个速度梯度较大的区域,一个是空化区和水体主流区的交界面,一个是翼形表面的边界层区域。在空化发展的四个阶段邻近翼型尾部处均会产生一个大小近似相等的正向涡和一个反向涡,并且正向涡总是处于反向涡的下方,形成一组正向对涡。

DPIV技术在爆炸水雾粒度测试中的应用

设计和发展一种扩展的测量爆炸水雾场水雾粒径的DPIV方法,并详细论述了该方法的测试原理和实验装置,同时用图像处理程序对用该测试方法得到的爆炸水雾场图像进行了处理,得到了爆炸水雾场在不同距离处水雾粒子的粒径分布.实验结果表明:爆炸水雾的粒径随着距离的增加而减小,水雾粒子在运动过程中存在二次破碎现象.

小波变换应用于DPIV图象去噪

数字粒子图象测速技术 ( DPIV- Digital Particle- Imaging Velocimetry)已在国内外得到广泛的重视和应用 ,但目前其最大的问题是精度问题 .由于 DPIV的图象数据是用 CCD摄像机经相应的图象卡采集示踪粒子图象得到的 ,这样在实验过程中不可避免引入的噪声 (主要是示踪粒子大小、示踪粒子数量、诊断窗口大小、诊断窗口内的速度梯度和量化效果等引入的噪声 )降低了实验测量的精度 .本文应用小波变换的多分辨率特性 ,对 DPIV图象 (模拟和实际图象 )进行去噪处理 ,并与维纳去噪和中值去噪进行比较 .比较结果发现 ,小波变换能提高 DPIV测量的精度 ,因而 DPIV图象只有通过小波去噪后再进行基于互相关算法重建速度场的计算才是最精确的 .

DPIV技术在高超声速通气模型内阻测量中的应用

针对高超声速通气模型内阻测量存在的误差大的问题,首次采用DPIV技术和总压测量排架相结合的方法测量了超燃发动机尾喷管流场速度矢量和皮托压力分布,间接获得了内流出口处平均马赫数和静压平均值,从而实现了高超声速通气模型内阻测量。研究结果表明:DPIV试验获得的粒子图像可以清楚地显示喷管出口位置内外流的分界面、内外流混合层的尾迹、通气模型外表面边界层;DPIV试验获得的速度矢量场结果准确、精度高,能够提供远远超出传统测量技术所能提供的流场信息。DPIV技术作为一种有力的测量手段,在高超声速飞行器研究中能够发挥重大的作用。

DPIV技术在超声速自由涡气动窗口研究中的应用

超声速自由旋涡气动窗口是利用超声速自由旋涡射流来密封高能激光器低压的激光腔,了解气动窗口的流场结构对提高其气动性能和光学性能是非常重要的。本文采用纳米材料作为示踪粒子,开发了超声速流场的DPIV测试技术,并应用于超声速自由旋涡气动窗口的流动显示和测量。测量的最大流场马赫数为4.21,得到了气动窗口的启动过程和剪切层非线性快速增长的流动图画,获得了超声速自由旋涡射流及其诱导流动的速度场。

DPIV实验参数的研究

利用已知实验参数 (图象噪声、图象对比度、粒子浓度、粒子直径、诊断窗口和偏置窗口 )的计算机模拟图象 ,选择基于互相关算法的数字粒子图象测速技术 (DigitalParticle ImagingVelocimetry ,DPIV)的各种最优实验参数 (即误差最小 ) ,然后利用选择的最优实验参数进行DPIV实际图象的处理 ,取得了满意的结果 .

DPIV技术及其在流场测量中的应用

本文对流动显示技术和全流场测量技术作了简单介绍 ,重点介绍了数字粒子图像测试技术DPIV(DigitalParticleImageVelocimetry)及其在流场测量中的应用 ,并给出矩形腔内流场的测试结果 ,指出DPIV技术是流场可视化测试中的重要发展趋势之一。

一种新的 DPIV 处理方法及其系统实现

本文首先简述数字粒子图像测流体速度场ＤＰＩＶ（ＤｉｇｉｔａｌＰａｒｔｉｃｌｅＩｍａｇｅＶｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）的基本原理，提出一种新的ＤＰＩＶ快速算法改进序贯相似性检测算法，该算法直接在空域里处理ＤＰＩＶ图像，利用粒子图像特征，最大限度地去除冗余的处理，计算量比空域互相关算法提高两个数量级。就解决亚像素位移精度的问题提出了相位拟合法。最后，详细地分析了ＤＰＩＶ系统的一些关键性设计，并给出了实验结果。

鱼类游动机理研究进展

为了解决仿生机器鱼研制的关键问题,本文探究了鱼类的运动特征、受力及与水体的相互作用等游动机理,不仅有助于深入了解鱼类的演化过程,且对环境保护、仿生设计、农业与养殖业等领域提供了科学参考和创新思路。鱼类游动包括身体/尾鳍(BCF)和中间鳍/对鳍(MPF)两种模式,本文从理论研究、试验研究和数值研究3个方面综述了鱼类游动机理的研究进展,针对目前鱼类游动机理研究中存在的问题,提出了未来应在生物鱼推进系统、仿生鱼应用和多机器鱼协同作用等方面开展深入研究,以期为海洋渔业和海洋产业开发提供参考依据。

DPIV在水洞流场均匀度校测中的应用

用数字式粒子图像测速技术 (DPIV)及特定预偏置技术校测水洞流场 ,并将测量结果与用传统流场校测方法测得的结果相比较 ,发现特定预偏置技术显著提高了流场测量精度 。

数学形态学应用于DPIV图像处理

本文介绍了一种应用数学形态学对粒子图像进行预处理的方法 ,并与维纳去噪、中值滤波去噪进行了对比。结果表明 ,数学形态学方法可以提高DPIV测量的精度 。

槽道湍流近壁结构的DPIV观测实验

采用DPIV系统(由两台CCD相机组成)对槽道湍流进行速度场时间历程的观测实验,通过对大量测量结果的综合分析,取得了槽道湍流近壁结构的空间结构及其时间演化过程特征的结果,可以揭示上扫下掠、湍流瞬时速度型等现象与大尺度涡演化的物理关系,解释若干湍流大尺度结构的特征机理,还表明DPIV系统提供了一种定量观测湍流的时空结构特征的手段．

对DPIV相关分析算法的优化

在数字粒子图像测试(DPIV)技术中,目前常用数字图像相关方法获取粒子图像中的运动信息,其核心环节是提取粒子的运动信息。相关分析算法的优劣将直接影响到分析结果的准确性和可靠性。本文在前人工作的基础上,从相关窗口、相关分析区域、相关搜索路径等三个方面对相关分析算法进行了改进优化,不但大大减少了计算量,同时有效地提高了分析结果的准确性和可靠性。通过对絮凝池水流流场的量测验证表明,采用优化后的分析算法不但有效地提高了分析效率,而且具有分析结果精度高、可靠性强的特点。