PIV技術(shù)的發(fā)展背景
發(fā)布時間:2017-09-25 10:33:17點擊量:2674
湍流、復(fù)雜流動、非定常流動等現(xiàn)象一直是流體力學(xué)中重要的研究對象及疑難問題。因此開發(fā)適用于流體運(yùn)動研究的方法與技術(shù)也始終是一個重要的課題。早期發(fā)明的熱線熱膜流速計(HWFA),至今已有八十多年的歷史,曾經(jīng)為流動測量特別是湍流的研究立下了汗馬功勞。這項技術(shù)的最大缺點是接觸性測量,對流場有較大的干擾。20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的激光多普勒流速儀(簡稱LDV),利用流場中粒子的Mie散射,測量散射光對原射光的多普勒頻移量,計算粒子的運(yùn)動速度,實現(xiàn)了對流場的非接觸測量。這種技術(shù)具有極好的時間分辯率和空間分辨力,可做三維測速,已經(jīng)成為流速測量的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)并得到了廣泛的應(yīng)用。然而,它同熱線熱膜流速計一樣,都只是單點測量技術(shù),難以實現(xiàn)對流場的全場、瞬態(tài)的測量。
20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的粒子圖像測速技術(shù)則是在流動顯示的基礎(chǔ)上,充分利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù),光學(xué)技術(shù)以及圖像分析技術(shù)的研究成果而成長起來的最新流動測試手段。它不僅能顯示流場地流動的物理動態(tài),而且能夠提供瞬時全場流動的定量信息,使流動可視化研究產(chǎn)生從定性到定量的飛躍。 PIV的突出優(yōu)點表現(xiàn)在:
(1)突破了空間單點測量(如LDV)的局限性,實現(xiàn)了全流場瞬態(tài)測量;
(2)實現(xiàn)了無擾測量,而用畢托管或HWFA等測量技術(shù)對流場存在一定的干擾;
(3)容易求得流場的其他物理量,由于得到的是全場的速度信息,可方便的運(yùn)用流體運(yùn)動方程求解諸如壓力場、渦量場等物理信息,因此,該技術(shù)在流體測量中占有重要的地位。