基于PIV的單彎管下游三維流場測(cè)量方法研究.pdf

1、PIV即粒子圖像測(cè)速技術(shù)，是在傳統(tǒng)流動(dòng)顯示技術(shù)基礎(chǔ)上利用圖形圖像處理技術(shù)發(fā)展起來的一種新的流動(dòng)測(cè)量技術(shù)，在測(cè)量中克服了單點(diǎn)測(cè)量技術(shù)的缺點(diǎn)且能進(jìn)行全流場快速無干擾測(cè)量，響應(yīng)快、精度高、空間分辨率高，是測(cè)量復(fù)雜流場的一種最先進(jìn)的技術(shù)。本文旨在研究 PIV裝置的具體用法以及關(guān)鍵參數(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，通過巧妙的測(cè)量方法對(duì)得到的二維圖像進(jìn)行三維重構(gòu)，從而利用PIV對(duì)單彎管下游流場進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，本文主要完成以下工作：
　　(1)介紹了PIV

2、裝置的工作原理以及北京立方天地科技開發(fā)的PIV系統(tǒng)的組成，并對(duì)整套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)和介紹分析。
　　(2)利用PIV裝置對(duì)充分發(fā)展后圓直管中的流場進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，與Nikuradse的速度分布的公式理論計(jì)算出的管道截面流場的速度分布進(jìn)行對(duì)比，改變影響PIV測(cè)量精度的關(guān)鍵參數(shù)，分析關(guān)鍵參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的影響，提出了不同流速下計(jì)算跨幀時(shí)間的方法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化跨幀時(shí)間后，使得測(cè)量誤差降低了31.8％，最終得到不同流速下的最佳

3、關(guān)鍵參數(shù)組合。
　　(3)基于二維PIV技術(shù)，提出利用PIV實(shí)驗(yàn)得到的二維圖像進(jìn)行三維重構(gòu)的方法，通過復(fù)現(xiàn)充分發(fā)展后圓管內(nèi)的三維速度流場，驗(yàn)證此方法的可行性。結(jié)果表明：三維重構(gòu)后的速度流場與理論的速度流場一致，對(duì)比了三種插值方法的結(jié)果，認(rèn)為三次樣條插值更適合。
　　(4)結(jié)合三維立體圖的重構(gòu)算法，對(duì)水平單彎管下游的復(fù)雜流場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，分析單彎管下游流場的特性，并與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)表明：針對(duì)復(fù)雜流場進(jìn)行三維重構(gòu)時(shí)，要盡