标量图像测速原理及数值检验

标量图像测速是一种新型的能够测量微小结构的湍流实验测量系统,其理论依据是Schmidt(Sc)数>1的标量湍流里,标量场脉动的时间尺度和空间耗散尺度要小于对应的速度场脉动的时间尺度和空间耗散尺度,标量脉动比速度脉动具有更强的间歇性,标量场所含信息大于速度场所含信息,从高Sc数标量场提取速度场是可能的.笔者详细介绍了标量图像测速原理,并在积分最小化法思想指导下根据标量输运守恒方程及限定条件,建立了积分最小化标量图像测速的数学表示.通过变分法,获得了积分空间每个点的三个速度分量的欧拉特征方程,对欧拉特征方程离散化即可在积分空间建立一线性稀疏方程组.采用变分迭代法对此线性稀疏方程组进行求解即可获得三维速度场,据此采用积分最小化法建立了标量图像测速图像处理系统.还介绍了四维标量场(三维空间加一维时间)的图像采集原理,并采用DNS数据对标量图像测速处理系统进行了数值检验,检验结果表明标量图像测速技术所求解的速度场和DNS精确解之间在结构上是十分相似的,标量图像测速可以正确地提取速度场.     

近距离DPIV粒子成像分析

在PIV(Particle Image Velocimetry)近距离拍摄中,通过对在非傍轴成像条件下薄透镜成像公式的推导,求得粒子图像成像点的近似解析解,对粒子图像的成像位置在PIV图像计算中的影响作了讨论;同时也对已知直径粒子进行了试验拍摄,将试验所得的数据与理论推导的结果进行了比较,对在近距离拍摄中光圈对粒子成像的影响给出了定量分析.      

应用双镜头三维LDV／PDPA系统诊断液流模型流动特性方法

在双透镜模式三维激光测速系统的基础上,提出了在测量液体模型时修正入射光聚焦变形的光程角－位移补偿法,此方法使两个人射镜的入射光学在具有多层不同性质介质的模型中保持相变,交通过位移补偿移入射光相交在同一测量平面上,得到了与入射角,介质折射率及坐标架位移有关的补偿公式,利用实时三维ＰＤＰＡ系统对旋转水平水流模型进行了调整和测量,实验结果证明了该方法的原理理正确的,对解决不同折射率介质的液体流场及液固－     

面向新世纪的粒子图像测速

一种综述粒子图像测速（Ｐａｒｉｃｌｅ Ｉｍａｇｅ Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）的非接触、瞬时、动态、全流场的和本质上是直接的速度场测量技术,成为当今最实用和非常有潜力的流体力学全流场观测（Ｆｕｌｌ Ｆｌｏｗ Ｆｉｅｌｄ Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ＆Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）技术。回顾和展望ＰＩＶ（包括ＤＰＩＶ,ＳＰＩＶ,ＨＰＩＶ等）及尖用的进展和前景。面临新世纪,ＰＩＶ技术有望最终攻克一个容积的三维速度场时     

多测速系统应答信标数据实时分类算法

为了提高目标轨迹解算的稳定性,针对多测速系统在应答模式下的测量数据分类问题,提出了一种新的实时分类算法。首先分析了现有方法的缺陷;其次设计了一种能够将应答数据、信标数据与异常数据进行分类的新算法。该算法的关键是选择适当的分类参考,采用目标理论轨迹与已经分类的历史测量数据等2种分类参考相结合的方法,以适应不同的应用情形;最后,利用2类主站配置模式下的典型实测数据对新算法进行验证,结果表明新算法能够将3类数据正确分类。在此基础上,解算出的实时轨迹平稳且连续,测量数据的利用率明显提高。因此新分类算法的性能优于现有方法,对改善其他测量系统中的实时数据分类效果也具有借鉴意义。     

PIV 技术测量振荡射流流场

利用以大功率双脉冲激光器为光源的ＰＩＶ技术,测定了由扁平射流和尖劈组成的二维振荡射流流场。实验结果表明,射流喷嘴与尖劈之间存在交错的、旋转方向相反的涡街,从而在尖劈两侧形成压力扰动。这种压力扰动波与不稳定射流的相互作用是整个系统产生流体振荡的原因。此外,还分析了射流喷嘴与尖劈之间的距离对流场的影响规律。     

一种应用TMS320F2812和编码器测量电机转速的方法

利用TMS320F2812的正交编码电路及HEDSS的增量式编码器测异步电机转速,介绍了测速原理,提供了调试成功的C源程序,采用两种方法验证测得的异步电机转速,给出了该方法在实际应用中的注意事项。     

基于互相关的光流测速法在湍流热对流中的应用

同时准确地测量大尺度流动结构和小尺度湍流统计特性对于理解湍流的能量传递规律有着重要意义。尽管粒子成像测速（PIV）技术得到了广泛的应用,但由于算法原理的要求以及商用相机分辨率的限制,PIV技术在同时获取大、小尺度流动特性方面并不实用。另一方面,近年来逐渐引起关注的光流测速法虽然可以实现单像素分辨率的大区域速度场测量,但其准确性通常受限于应用场景而难以保证。本文采用一种基于互相关的光流测速法来分析RayleighBénard对流的粒子图像,进而同时获得全局速度场和小尺度湍流特性。结果表明,这种方法不仅可以获得与PIV技术一致的全局场和流动强度,还能有效地解析出湍流耗散区的速度结构函数。进一步的,分别基于速度结构函数和定义直接计算而获得的能量耗散率不仅在数值大小上互相吻合,还与直接数值模拟的结果以及理论预测相一致。这些结果表明基于互相关的光流测速法在同时测量大尺度流动结构和小尺度统计特性上有很好的应用潜力。     

高压涡轮工作叶片内部流场特性试验研究

为研究变工况特性下涡轮叶片内部通道流场特性,选取高压涡轮二级工作叶片内部通道作为研究对象,在5种不同的进口雷诺数（Re）工况下,利用TRPIV（时序PIV）技术对通道内的流场特性进行了试验研究。Re变化为32426～64700,模拟了飞行循环过程中的若干典型工况。在先进加工技术的辅助下,保留了真实叶型约束下的完整内冷三通道带肋结构,捕捉到一些不同于常规截面两通道模型等简化模型中的流动现象,包括：弯头区域不对称主流分离结构和非对称二次涡系。通过数据分析,明确了高、低雷诺数下流动特性的差异。在高Re工况条件下,弯头出口附近的冲击区域增大;对于第一通道内的二次流,在接近弯头位置处,横向速度分量会导致纵向涡对的强度被削弱,高Re工况下拥有更加剧烈的影响,极有可能削弱吸力面的换热强度。     

测速元对弹道定位精确度的影响

对于弹道参数的数据融合问题,过去一般只考虑了多个测距元情况下,弹道位置参数精确度的改善.自从文[1]提出了测速定轨的原理和计算方法以及文[2]利用测速元诊断测距元的测量系统误差以后,使人们对测量系统中测速元的作用有了新的认识.讨论了在主体为测距元的测量系统中,若有一个或若干测速元,这些测量元素对弹道位置参数精确度的影响.结果表明测速元能显著提高弹道参数的精确度.