粒子图像测速（PIV）技术在烟丝流量检测中的研究

粒子图像测速技术（PIV）是一种全新的非接触式的,瞬时的,全场流速测量方法,广泛应用于流体力学中。本研究将PIV技术引入烟丝运动研究是一个尝试,旨在为烟丝流量的检测提供一个新的测量手段。通过分析烟丝在风送管道内的运动,利用PIV技术并结合PTV技术,采用图像处理得到烟丝的运动速度。粒子图像测速技术具有一定的优势,可以克服传统测量手段的不足。     

电驱动微流体粒子图像测试系统

为了研究微米量级管道机械特性对小雷诺数流体运动传质机理的影响,建立了电驱动微流体粒子图像测试系统,系统包括倒置荧光显微镜、致冷图像传感器、微流体驱动高压电源及微流场位移矢量识别算法.通过实验测试及理论分析给出了系统的关键技术参数;通过测量示踪粒子表面电荷特性,以消除粒子电泳运动对电驱动流体PIV方法产生的测量偏差;测量了水力直径为30μm微管道中电渗流场,测量结果与理论分析的塞状流型一致;分析了布朗运动、粒子电泳运动以及相关算法误差,对粒子图像测速方法不确定度的影响.     

粒子图像测速(PIV)技术的发展

在流场显示测量技术中，粒子图像测速(PIV)技术占有相当重要的地位，本文重点介绍了PIV的测试原理及应用要求，并以TSI公司开发的PIV系统为例对DPIV系统的构成作了概括，同时指出了PIV技术的未来发展方向。     

使用PIV技术测量喷嘴附壁射流的冷态流场

对扁平火焰燃烧器的喷嘴布置方式进行了研究，采用粒子图像测速技术(PIV)对喷嘴附壁射流流场进行测量，探讨不同的斜面角度和喷嘴喷射角度对流场的影响，为这种燃烧器的设计提供了数据依据。     

不同温度气体喷射特性的PIV试验研究

研究气体的喷射特性,用于指导发动机燃油供给系统的设计和燃烧室有效组织燃烧。基于粒子图像测速技术(PIV),对不同温度、不同压差下气体喷射的特性进行了对比研究。通过试验分析和图像处理等手段对射流流场及涡结构、气体射流边界扩展、喷嘴轴向流速衰减规律、断面流速分布等进行了总结。试验表明:射流边界呈线性扩展,可用锥角大小来表征其特性,锥角随压差的减小而增大,且增幅明显,温度对其也有一定影响。喷嘴射流的轴向速度与射流距离成反比,而速度的影响面积随射流距离的增大而增大,温度的增大使得相同压差下的轴向速度相应增大,断面流速的分布存在很大的相似性。     

基于MATLAB的PIV软件(MPIV)的开发与应用

研究一种基于MATLAB的PIV软件MPIV，可处理各种粒子密度的PIV图像。选用两种有代表性的算法，分别是对应于高粒子密度图像的基于快速傅立叶变换的互相关法，以及对应于低粒子密度图像的二值化图像相关法，以旋转流场为例，通过计算机模拟粒子图像，检验软件的可行性。     

一种自动检测PIV数据中误矢量的算法

采用Delaunay网格技术,从流体的连续性出发提出一种新的自动检测PIV(粒子图像测速)数据中误矢量的算法。通过对固体旋转涡流场的计算机模拟,对该方法进行了检验。结果表明,该方法能准确地进行误矢量的识别,同时采用Delaunay网格技术可以对删除点进行插值,得到全流场的瞬态速度矢量。最后将该算法运用于真实的试验流场测量。     

基于自适应窗口选择PIV技术的序列星图运动估计方法

对星空观测CCD相机获得的序列图象,由于相机姿态的变化或者观测平台位置的改变,观测的序列图象存在全局运动,需要对星图的运动参数进行准确的估计。粒子图象测速技术（Particle Image Velocimetry, PIV）的发明和发展标志着现代实验流体测量技术的重大突破。PIV技术在流体力学及空气动力学研究领域具有较高的学术意义和实用价值,本文提出一种基于自适应窗口选择PIV技术的序列星图运动参数估计算法。算法通过自适应选取窗口使得分析窗口内的恒星成像密度达到最大,且窗口边缘区域不存在高亮恒星成像,然后对分析窗口进行互相关计算,求得序列星图的运动参数。结果证明本文算法在很大程度上提高了互相关运动参数估计的精度,将运动参数估计误差降低到0.01pixel以内。     

PIV在二维大应变变形现象研究中的应用

切削加工可作为研究大应变变形现象和细化金属与合金微观组织的实验手段,其关键技术之一是测量第一变形区和第二变形区（刀一屑接触面）的变形区域特征,如材料的流速、应变、应变率和温度等。粒子图像测速（PIV）是一种基于流场图像互相关分析的二维流场非接触式测试技术。应用PIV技术,可获得第一变形区和刀一屑接触面的高速图像序列,从而得到这些区域材料的流速、应变和应变速率分布。     

粒子图像速度场仪用于叶轮机械内流测量的研究

介绍国内外利用粒子图像速度场仪（PIV）对叶轮机械内部复杂流动测量的研究进展,分析了针对叶轮机械内流测量的二维PIV系统的特点,并概括了目前在叶轮机械测量方面已取得的研究成果,最后预期了PIV技术未来的发展方向。     

离心泵内部流动PIV测试研究进展

粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,简称PIV)是一种非接触式的流场显示技术,它综合了单点测量技术和显示测量技术的优点,广泛应用于离心泵内部流动的研究。简单介绍了典型的离心泵内流场二维PIV技术测试系统,总结了适用于二维PIV光路测试要求的离心泵模型设计特点并分析其原因,重点从离心泵内部流动现象入手,如动静部件干涉、旋转失速、空化现象和轴向旋涡等,综述了国内外利用PIV测试这些现象所取得的研究成果,最后对PIV技术在离心泵内的应用进行了展望。     

流场测试技术及其在离心泵中的应用进展

本文分析了离心泵内部流动的非定常性质，介绍了各种流动测量方法，重点介绍了几种现代流动测量方法，如激光多普勒测速技术(LDV)、相位多普勒技术(PDPA)、粒子图像测速技术(PIV)、激光分子测速技术(LMV)和压敏涂层测压技术(PSP)的基本原理和发展。并简要评述半个多世纪以来离心泵内部流动测量的研究进展。     

基于PIV测量的涡轮流量计响应分析

应用粒子成像测速技术获得了涡轮流量计叶片入口流场的速度分布信息,并基于该测量结果,运用T-G模型理论得出流量计的响应.通过与以往所采用的几种典型的入口速度分布计算得到的结果比较分析表明,基于PIV测量的结果更接近于涡轮流量计的真实响应.还比较分析了涡轮入口速度分布对涡轮流量计响应的影响机理,相关结果可望为改进涡轮流量计响应的计算分析方法以及优化设计提供有价值的参考.     

疏浚泥泵小流量工况下的PIV试验

疏浚泥泵的性能对泥沙输送管道的效率和安全起着决定性的作用。采用先进的PIV(粒子图像测速法)技术研究小流量工况下泥泵的内部运动规律,得到泥泵内的速度分布,揭示了泥泵内部的流场分布、能量损失、水力效率等现象,表明PIV技术是一种研究泥泵内部流动规律的有效手段,为进一步实现固液两相流研究提供实验依据。     

单相机层析粒子图像测速新技术问世

<正>北京航空航天大学流体力学研究所、流体力学教育部重点实验室的研究人员不久前发布了一种单相机三维流场测速新方法。他们在相机与被测流场之间加装一个三棱面特效透镜,光线通过该透镜三个棱面的折射,能实现多相机不同视角成像的效果,然后经过三维粒子的重构,实现三维体PIV的测量,进而用于流体力学、医学等领域的深入研究。相关成果发表于今年8月的《中国科学:技术科学》。三维体粒子图像测速()技术通过追踪空间测量体内流场示踪粒子的图像,来实现流     

Rushton桨搅拌槽内平均流场的二维PIV试验研究

用粒子图像测速技术(Particle image velocimetry,简称PIV)对带有Rushton桨叶的,无挡板搅拌槽内的流场进行研究。在叶轮转速240 r/min下,流动的雷诺数Re=1 527时,获取了桨叶处以及桨叶转过5个不同角度处的粒子图像。在对粒子图像进行处理和计算后,得到了相平均速度场和系综平均速度场,并给出了速度分布剖面图。结果表明,所研究的Rushton桨搅拌槽内径向喷射流动沿桨叶垂直方向是非对称的,而是向下方倾斜。在桨叶附近,径向流动速度高。随着流动远离桨叶,径向速度在降低。因此径向喷射流动作用就相当于自由射流:叶轮桨叶喷射出的流体进入周围大量低速运动的流体中,卷吸周围流体,并沿轴向和径向扩散,从而使更多的流体参与混合和反应。所作研究对于深入了解搅拌槽内流场结构具有实际意义。     

两相流研究中的PIV实验技术图像分析与处理

粒子成像测速(PIV)实验技术应用于测量离心叶轮内部的两相流的流速分布.高速摄影或摄像所拍摄的流动图像经计算机接口转换为数字图像,编制WINDOWS应用程序可以方便地对其进行分析处理.     

DPTV算法的精度分析

数字化粒子迹线测速技术（DPTV）是根据曝光时间内示踪粒子形成的图像来确定流体瞬时速度的。PTV系统的优势是对硬件要求低、计算快、方便操作。但是，粒子迹线测速方法存在速度方向模糊的问题，且在曝光时间内，示踪粒子可能由光带内运动到光带外，这必然导致测速的不准确。该文提出了一种能消除方向模糊性的方法，并且分析了造成DPTV测速出现错误向量的原因和错误向量出现的概率。     

显微粒子图像测速计算方法

粒子图像计算方法是显微粒子图像测速技术中重要的研究内容,图像计算精度是决定流体测速结果不确定度的重要因素.在分析单幅双曝光自相关算法和单幅单曝光互相关算法的基础上,将统计互相关算法和平均算法相结合,提出平均统计互相关算法.在不同诊断窗口大小下对粒子图像的计算结果显示,统计互相关算法的精度高于其他两种相关算法.分析了诊断窗口大小对计算精度的影响,给出计算参数的选择方法,并给出利用平均统计互相关算法计算微沟道中粒子图像的结果.     

进口节流式滑阀内流场的有限元计算与PIV研究

用有限元法(FEM)和粒子图像测速技术(PIV)对三种不同开口度下进口节流滑阀沿进口流道、节流口、阀腔以及出口流道的流场进行了数值计算和试验可视化研究。数值模拟的数学模型采用的是连续性方程和Navier-Stokes方程的流函数—涡量式,有限元法用于方程的离散。自行编制的有限元计算程序用来计算求解区域离散点上的流函数及涡量值,再根据流函数及涡量与速度分量之间的关系求出各结点上的速度矢量。对于粒子图像测速试验,光源采用双脉冲Nd:YAG激光器,再用柱透镜和球面镜调制得到1.0mm片光照射流场。30～50μm的聚苯乙烯小球用做示踪粒子,Kodak ES1.0 CCD照相机拍摄流场图像,所得图像用FFT相关算法进行处理,结果用Tecplot输出,数值计算和PIV试验表明,滑阀内部有三个部位产生涡旋。数值计算又表明滑阀开度对阀内部流场结构有影响。研究对于定性分析阀内能量损失、噪声以及对阀的结构和流道的设计有重要实际意义。