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粒子成像测速的技术原理

日期:2019-12-11 07:43
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摘要:
    粒子成像测速是七十年代末发展起来的一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法。近几十年来得到了不断完善与发展,PIV技术的特点是超出了单点测速技术(如LDA)的局限性,能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息,并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。
    粒子成像测速技术除向流场散布示踪粒子外,所有测量装置并不介入流场。另外PIV技术具有较高的测量精度。由于PIV技术的上述优点,已成为当今流体力学测量研究中的热门课题,因而日益得到重视。PIV测速方法有多种分类,无论何种形式的PIV,其速度测量都依赖于散布在流场中的示踪粒子,PIV法测速都是通过测量示踪粒子在已知很短时间间隔内的位移来间接地测量流场的瞬态速度分布。若示踪粒子有足够高的流动跟随性,示踪粒子的运动就能够真实地反映流场的运动状态。因此示踪粒子在PIV测速法中非常重要。在PIV测速技术中,高质量的示踪粒子要求为:(1)比重要尽可能与实验流体相一致;(2)足够小的尺度;(3)形状要尽可能圆且大小分布尽可能均匀;(4)有足够高的光散射效率。通常在液体实验中使用空心微珠或者金属氧化物颗粒,空气实验中使用烟雾或者粉尘颗粒(超音速测量使用纳米颗粒),微管道实验使用荧光粒子等。 

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