基于PIV技术的压力场重构算法实现与研究

介绍了有限容积法、直接积分法和Poisson方程法3种基于PIV瞬时速度场重构压力场的基本原理以及相应的计算方法,选取管流突扩流场和偏置方块绕流流场两个不可压缩流场的瞬时速度场数据,采用上述3种压力场重构算法,分别研究了图像噪声、速度场精度、插值算法以及边界条件的类型与精度对重构压力场的影响。最后针对管流突扩过程第20ms的流场,给出了3种重构算法下的压力场云图以及对应的CFD模拟结果。
研究表明,有限容积法和直接积分法容易受到噪声的影响而产生剧烈震荡,但是可以在较大的速度场误差范围内保持较高的精度,通过采用双线性插值可以获得更高精度的重构压力场;Poisson方程法不易受到噪声的影响而产生震荡,同时在高精度PIV速度场下的优势较为突出,通过采用双三次差值可以获得更高精度的重构压力场;混合边界条件仅仅测定边界上有限个点的压力值,就获得了接近狄利克雷边界条件下重构压力场的精度,远高于诺依曼边界条件;边界条件的误差严重降低重构压力场的精度,其影响程度比速度场误差还要大。