粒子圖像測速（PIV）技術(shù)在河工模型試驗中的研究與應(yīng)用.pdf

1、粒子圖像測速(ParticleImageVelocimetry)技術(shù)是近十年來迅速發(fā)展起來的瞬態(tài)流場測試技術(shù)，已經(jīng)逐漸成為流速場測量的主導(dǎo)方法之一。流速是科研人員進行河工模型試驗必須獲取的基本物理參數(shù)之一。隨著計算機技術(shù)和圖像技術(shù)的發(fā)展，借助圖像分析及其相關(guān)技術(shù)，PIV技術(shù)在河工模型試驗中成功實現(xiàn)了流場的非接觸測量，并得到了快速的發(fā)展及廣泛地應(yīng)用。 本文緊密圍繞粒子圖像測速(PIV)技術(shù)在大型河工模型試驗中的應(yīng)用，對河工模型表面

2、流速場的PIV測量系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)構(gòu)成進行了分析闡述，討論了PIV測量系統(tǒng)在大型河工模型試驗中應(yīng)用的具體實施程序。對一些關(guān)鍵技術(shù)：如對CCD攝像頭采集的粒子圖像進行預(yù)處理的方法；多攝像頭采集時，單個CCD攝像頭采集圖像的定位、標定以及多幅采集圖像之間的拼接方法；以及粒子圖像中流動信息的提取方法等，都進行了詳細的討論。 論文緊密結(jié)合流體運動的規(guī)律，探討并解決了采集信息中錯誤數(shù)據(jù)的判別和剔除；根據(jù)試驗量測得到的流速場數(shù)據(jù)，進一步

3、對流場的重要物理指標：流線、渦度、渦線等進行了分析計算，并且繪制了各種相應(yīng)流場要素圖，對于流場的分析有重要作用。作者在理論分析研究和實際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，編制了基于MATLAB的PIV粒子圖像測速軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了PIV測量技術(shù)的分析計算與前、后處理的集成以及測量結(jié)果的可視化。 作者在多個科研生產(chǎn)課題的大型河工模型試驗中，成功地運用了PIV測量技術(shù)，對模擬河段的洪水流速場、洪水河勢、局部流場都進行了準確測量。同時又將流速分布矢量圖疊加