垂直管中定常螺旋流涡量特性的PIV试验研究
流体力学的实验方法PIVLDV和烟雾粒子像法等技术
流体力学的实验方法PIVLDV和烟雾粒子像法等技术流体力学的实验方法PIV、LDV和烟雾粒子像法等技术流体力学是研究流体力学基本方程及其变化规律的一门学科。
为了深入研究流体的运动特性，科学家们发展了多种实验方法，其中包括PIV（Particle Image Velocimetry）、LDV（Laser Doppler Velocimetry）和烟雾粒子像法等技术。
这些实验方法广泛应用于流体力学实验研究中，为我们提供了丰富的流体运动信息和研究工具。
本文将重点介绍PIV、LDV和烟雾粒子像法等流体力学实验方法的原理和应用。
一、PIV技术PIV（Particle Image Velocimetry）是一种通过拍摄流体中悬浮颗粒的运动图像来测量流速的实验方法。
PIV技术的原理是在流体中加入少量的细小固体颗粒，利用激光照射并通过高速相机捕捉两幅连续图像，然后通过图像处理软件对颗粒的运动轨迹进行分析，进而得到流速矢量场。
PIV技术具有测量范围广、非侵入性、高时间精度等优点，可广泛应用于水动力学、气动力学等领域的流体力学研究。
例如，科学家可以利用PIV技术来研究水流对船体的作用力分布，进而优化船体设计，提高船舶的运动性能。
二、LDV技术LDV（Laser Doppler Velocimetry）是一种通过激光多普勒效应来测量流体速度的实验方法。
在LDV技术中，激光束照射到流体中，激光与流体中运动的颗粒发生多普勒频移，在探测器中观察到频移信号的变化，从而推断速度信息。
LDV技术具有高精度、高分辨率的特点，可广泛用于激波、涡旋、边界层等复杂流场的测量。
例如，科学家可以利用LDV技术来研究风洞模型周围的流场结构，进而分析气动性能和气动噪声。
三、烟雾粒子像法烟雾粒子像法是一种通过观察流体中悬浮颗粒的运动来分析流动性质的实验方法。
烟雾粒子像法在实验中使用烟雾或其他粒子来追踪流体的运动。
研究人员通过观察颗粒在流场中的运动情况，可以得到流速分布的信息。
piv实验报告
piv实验报告PIV实验报告引言：PIV（Particle Image Velocimetry）是一种用于测量流体中速度场的非侵入式实验技术。
通过投射激光束照亮流体中的颗粒，再通过高速摄像机捕捉颗粒的运动轨迹，从而得到流体的速度分布。
本实验旨在通过PIV技术研究流体的流动特性，探索其在工程领域的应用。
实验装置：实验装置由激光器、光学系统、流体容器、高速摄像机和数据处理系统组成。
激光器产生一束高能激光束，通过光学系统聚焦到流体容器中的感兴趣区域。
高速摄像机以高帧率连续拍摄流体中颗粒的运动轨迹，并将图像传输至数据处理系统进行后续分析。
实验步骤：1. 准备工作：清洁实验装置，确保光学系统无尘，流体容器无杂质。
2. 调试激光器：调整激光器的功率和聚焦点，使其能够提供足够的照明强度。
3. 准备流体：选择适当的流体，并在容器中注入。
确保流体的温度和浓度符合实验要求。
4. 设置摄像机参数：根据实验需求，设置摄像机的曝光时间、帧率和分辨率。
5. 拍摄图像：将摄像机对准感兴趣区域，开始连续拍摄图像。
6. 数据处理：将图像传输至数据处理系统，使用PIV软件对图像进行处理，得到速度场分布。
实验结果：通过对实验数据的处理和分析，我们得到了流体中的速度场分布图。
在流体容器中，我们观察到了流体的流动特性，并得到了以下结论：1. 流速分布：在流体中心区域，流速较快，流速逐渐减小，形成速度梯度。
这与流体在管道中的流动规律相符。
2. 湍流现象：在某些区域，我们观察到了湍流现象，即流体的速度变化非常剧烈，形成涡旋。
湍流现象对于工程领域的流体控制和能量转换具有重要意义。
3. 边界层：在流体与固体壁面接触的区域，我们发现了边界层的存在。
边界层是流体流动的特殊区域，对于流体的传热和质量传递起着重要作用。
实验讨论：通过PIV实验，我们成功地研究了流体的流动特性，并得到了流体的速度场分布。
这对于理解流体力学、优化工程设计以及解决流体相关问题具有重要意义。
基于PIV测试的离心式螺旋泵内部流动特性研究
基于ＰＩＶ测试的离心式螺旋泵内部流动特性研究吴董炯，阮观强（上海电机学院，上海 ２０１３０６）摘 要：针对离心式螺旋泵内部流动特性研究不够深入的问题，基于ＰＩＶ测试技术对离心式螺旋泵的内部流动特性进行了研究。
泵分为外部结构和内部结构，外部结构组成为进口法兰、吸入壳体、出口法兰和泵轴，内部结构组成为螺旋段和离心段。
利用速度三角形，对连续性流体建立ＲＮＧｋ－ε模型，固相颗粒采用拉格朗日坐标系和欧拉坐标系，对介质的流场进行计算。
试验结果表明，得出了泵内部流场状态为：叶片出口处为高速区，湍流强度较大；叶片入口处为低速区，湍流强度较小。
关键词：粒子图像测速；离心式螺旋泵；内部流动特性；ＲＮＧｋ－ε模型中图分类号：Ｓ２３７；Ｓ２２０．３ 文献标识码：Ａ文章编号：１００３－１８８Ｘ（２０２１）０５－０２０８－０４０ 引言泵在我国的应用非常广泛，作用是将原动机的机械能量转化为输送液体的压力能，用以增加输送液体的能量［１］。
凡是需要液体传输的地方，都需要泵。
随着我国经济的快速发展，泵已经广泛地应用于航空航天、农业、石油和化工等领域。
离心式螺旋泵同时具有离心泵和螺旋泵的特点，既具有螺旋的容积助推作用，又具有离心作用，为输送介质提供压力。
与传统的泵相比，离心式螺旋泵具有输送效率高、不易堵塞、较好的吸入性和易调节等优点［２］。
粒子图像测速（ＰａｒｔｉｃｌｅＩｍａｇｅＶｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ，ＰＩＶ）技术综合了光学、计算机、激光等先进学科，以拉格朗日质点研究技术作为基础，通过非接触式的方式对流体进行瞬间测试［３］，具有瞬时测试、不需要与介质接触、对于介质的测量精度较高的优点。
ＰＩＶ技术已经广泛地应用于研究离心泵的内部流动规律，计算和分析、验证离心泵内部流动特性和外部特性［３］。
目前，国内外对于该技术在离心泵介质不稳定流动产生原因方面和内部流动规律方面均已经取得了一定的进展［４］；但针对于离心式螺旋泵的内部流动参数的表征研究较少，且内部流动特性研究不够深入，因此还需对其进行深入研究。
基于PIV法的管内插螺旋液固两相流流场特征
2021 年 4 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Apr. 2021文章编号：1003-9015(2021)02-0243-08基于PIV法的管内插螺旋液固两相流流场特征彭德其1, 张凯博1, 俞天兰2, 吴淑英1, 王志奇1, 乔硕1, 禹卫东3(1. 湘潭大学机械工程学院, 湖南湘潭 411105; 2. 湖南工业大学机械工程学院, 湖南株洲 412007;3. 湖南中兴设备安装工程有限责任公司, 湖南株洲 412000)摘要：为探究管内插螺旋与液固两相流复合技术对流场与传热的影响机理，采用粒子图像处理技术(PIV)实验研究管内流体的涡量场及速度场分布规律。
对比实验结果表明：内插螺旋液固两相流使流体呈螺旋流动，且增大流体的运动强度。
在雷诺数Re=26 400~33 000，总平均涡量比光管增大21.4%~35.8%；径向速度呈正负波动分布，平均径向速度为光管的6.5~19.8倍，径向速度波动为光管的51~609倍；轴向速度沿壁面向管中心递增，轴向速度波动比光管增大41.5%~60.6%；平均湍动能比光管增大162.7%~254.6%，因此内插螺旋液固两相流复合技术更有利于传热。
关键词：粒子图像测速技术；内插螺旋；液固两相流；流场中图分类号：TK124；TS243.3 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2021.02.007 Flow field characteristics of liquid-solid two-phase flow in tubeswith spiral insert using PIVPENG De-qi1, ZHANG Kai-bo1, YU Tian-lan2, WU Shu-ying1,WANG Zhi-qi1, QIAO Shuo1, YU Wei-dong3(1. School of Mechanical Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China;2. School of Mechanical Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China;3. Hunan Zhongxing Equipment Installation Engineering Co. Ltd., Zhuzhou 412000, China)Abstract: Experiments of liquid-solid two-phase flow in a tube with a spiral insert were carried out to research the distribution of vorticity field and velocity field using particle image velocimetry (PIV) for exploring the influence of spiral insert and liquid-solid two-phase flow on the flow field. The experimental results show that the liquid-solid two-phase spiral flow was formed and the motion intensity of fluid was increased under the action of spiral insert. In the range of Re=26 400-33 000, the total average vorticity was raised by 21.4%-35.8% over plain tube; the average radial velocity was 6.5-19.8 times of that of the plain tube; the radial velocity fluctuated in positive and negative directions and its fluctuation was 51-609 times of that of the plain tube. The axial velocity increased from the wall to the center of the tube, and its fluctuation and the average turbulent energy were increased by 41.5%-60.6% and 162.7%-254.6% over the plain tube respectively. Therefore, liquid-solid two-phase spiral flow is more conducive to heat transfer.Key words: particle image velocimetry (PIV); spiral insert; liquid-solid two-phase flow; flow field1前言强化传热技术[1-3]是提高能源利用效率的有效途径，一直是国内外研究的热点，其中螺旋[4-7]和液固两相流[8-10]作为2种不同方式的强化传热技术，已经得到广泛研究与应用。
螺旋气锚螺杆结构优化的PIV(粒子图像测速)试验研究
旋 气锚 的 螺杆 结构 。 结 果 显 示 ，等 双 螺 距 和 变 螺 距 螺 杆 螺 旋 气 锚 顶 部 轴 向旋 转 速 度 分 布 曲 线 形 状 基 本 相 似 ， 总体 上 变螺 距 螺杆 螺旋 气 锚 顶 部 旋 转 速 度 比 等 螺 距 的 大 ，变 螺 距 螺 杆 螺 旋 气 锚 顶 部 轴 向旋 转 速 度 梯 度 比等 螺 距 的 大 。 等双 螺 距 螺 杆 螺 旋 气 锚 顶 部 旋 转 速 度 比 单 螺 纹 螺 杆 螺 旋 气 锚 的 大 。在 相 同流 量 及 气 液 比条 件 下 ， 变螺 距 金 属 螺杆 气 锚 气 液 分 离 效 率 总 体 上 最 高 。
［ 摘 要 ］ 为 了优 化 螺 旋 气锚 螺 杆 的 结构 ，提 高 螺 旋 气 锚 的 气 液 分 离 效 率 ，利 用 Ｐ Ｉ Ｖ （ 粒 子 图像 测 速 ） 对 不
同结 构 螺 杆 螺 旋 气 锚 顶 部 螺 旋 流 场 进 行 了测 试 ，提 取 了同 一位 置处 螺 旋 气 锚 顶 部 螺旋 流 场 中 的旋 流 速 度 ， 并 进 行 比 较 。建 立 室 内螺 旋 气 锚 气 液 分 离效 率 评 价 装 置 ， 对 不 同 气 液 比 条 件 下 ，不 同 结 构 螺 杆 螺 旋 气 锚
石油天然气学报 （ 江汉石油学 院学 报）２ ０ １ ３ 年１ ０ 月第３ ５ 卷 第１ ｏ 期
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｊ ． Ｊ Ｐ Ｉ ）Ｏ ｃ ｔ ． ２ ０ １ ３ Ｖ ｏ １ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． １ ０
基于piv技术的管道流流动特性研究
Abstract: Based on the two phase flow of different media, the research of PIV technology on flow law of pipeline flow field was introduced. The advantages of the PIV technology in gas-solid, gas-liquid and solidliquid two-phase flow were summarized which shows that the application of PIV technology to pipeline flow research can not only improve the accuracy of measurement but also accurately characterize the flow field flow characteristics. The influences of tracer particle, flow field formation factors and vortex phenome non on the research were analyzed. The shortcomings of PIV technology in pipeline-flow research were put forward. Further more, it is pointed out that PIV technology and numerical simulation theory should be combined to establish a real and reflective flow model in order to obtain better research results. Key words:PIV technology； pipe flow field； two-phase flow； flow characteristics
北京航空航天大学五系流体力学实验PIV实验报告
研究生《流体力学实验》——粒子成像测速（PIV）技术实验报告班级姓名实验日期3月23日指导教师北京航空航天大学流体力学研究所一、实验目的1. 利用粒子成像测速技术测量二维流场速度分布。
2. 利用matlab 中FFT 实行互相关运算记录流场速度分布。
二、基本原理粒子成像测速技术（Particle Image Velocimetry ）是一种全流场测速技术，可测得流场中某一截面上的瞬时二维速度矢量分布，体视PIV 可获取三维速度分量。
三、实验步骤1 .实验流程如下图2 .系统构成：粒子及投放装置；双脉冲激光器；图像记录设备；信息处理系统 ①光源系统：激光器+片光系统=激光片光要求：要求短时间内(脉冲宽度 5ns)保证大量的光能 (20 mJ--500 mJ)；脉冲时间间隔能够视流速大小而变化，范围要求：1μs --若干 ms ；脉冲激光器典型重复频率为 10-30Hz (激光器蓄能需要时间)；双脉冲Nd:YAG 激光器，脉冲时间间隔Δt = 1-150 μs ,重复频率15 Hz ，适合高速气流速度的测量。
结果 查询 图像记录其中：∆t: 脉冲时间间隔T: 单个激光器脉冲重复时间τ: 脉冲宽度②图像记录设备（CCD 相机）CCD —Charge Coupled Device：电荷耦合元件或CCD图像传感器，CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。
CCD上植入的微小光敏物质称作像素（Pixel）。
一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。
CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。
CCD 阵列的空间分辨率至少比摄影胶片低两个量级。
CCD按加工工艺分为两种：TTL和CMOS，TTL工艺成像质量要优于CMOS工艺；CMOS 成像和信息存储、传输速度快，用于高速高频响PIV。
而CCD的信号存储和传输：像素→存储区: 500 ns，存储区→PC: 33 ms，跨帧技术如下图所示△tTt EI激光器1激光器2因此对CCD 相机的性能要求：记录图像序列，一帧帧连续排列；高空间分辨率；高速捕获多帧图像； 高感光度。
平直和柱面小翼涡发生器诱发流动特性PIV实验研究
ＨＡＮ Ｊ ｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｏ ，Ｚ ＨＯＵ Ｇｕ ｏ ｂ ｉ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｐｏ ｗｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｂｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ２ ０ ６ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ｗｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｔ ｖ ｏ ｒ ｔ ｅ ｘ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ（ ＶＧｓ ）ｉ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｍｅ ｔ ｒ ｙ （ Ｐ Ｉ Ｖ） ｔ ｏ
在 斜边 中 心 和后 缘 角 区 ；梯 形 和 矩 形 小 翼 的 涡 结 构 主 要 分 布 在 前 缘 翼 梢 区 域 和 后 缘 区 域 ；此 外 ，柱 面 梯 形 小 翼
中心 区 域 的 涡结 构 明 显 ，影 响 范 围最 大 。随 着 流 动 的进 行 ，涡 结 构 强 度 逐 渐 减 弱 ，三 角 小 翼 仅 维 持 一 个 主 涡 向 下 继 续 运 动 ；梯 形 和矩 形 小 翼 也 仅 维 持 一 个 主 涡 和 一 个 后 缘 角 涡 的 结 构 。 随 着 斜 截 角 的 减 小 ，前 缘 和 中 心 区 域 诱 发 高 强 度 涡结 构 的 能 力增 强 ，影 响 范 围也 广 ，而 后 缘 角 涡 的影 响范 围较 小 ，且 与 底 部 壁 面 的距 离 较 远 。
基于PIV实验数据的螺旋桨尾涡结构分析
场 中轴 向速度 ， 为径 向速度 ， 为涡量 。 坐标 系 以水 流方 向为 轴 正方 向 ， ｚ轴通 过 桨盘 面 中心竖直 向 上为 正 ， 以右手 定则 确定 。运动 坐标 系 以桨叶参 考线 为 ０ ， Ｙ轴 。 静止 坐标 系 以水平 子午 面为 ０ ， 。 以螺 旋
ｏ ｔｉｅ ｂ ａ ｎ ｄ，ｓ ｃ ｓ ‘ ｅ ｏ ｉ ｄｅｅ ｔ ，‘ｗｏ ｌ ｙ ｒｏ ｏ ｔｘ ｓ ｅ ｔ ．Ａｌｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｒ ｉ— ｕ ｈ ａ ｖ ｌｃｔ ｙ— ｆ ｃ ’ ｔ ａ ｅ ｆｖ ｒｅ ｈ ｅｓ’ ｓ ，ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓｏ ｔ ｔ ｒ ｆｔａｌ ｕ
桨非定常水动力性能预报提供帮助 。
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关 键 词 ： 旋 桨 ； 涡 ； 度 亏 损 ；双 层 涡 片 螺 尾 速
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中 图分 类号 ：Ｕ６ １ ６
文献 标 识 码 ：Ａ
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涡旋在各行业中的应用相关文档之二
4.第Ⅱ类超导体中磁通运动的电压噪声谱分析和动力学相变光纤
声传感器的实验研究
5.汽车风窗噪声及风振噪声的机理及控制方法研究 随着车辆速度的不断提高以及其他噪声的有效控制,气动噪声已成 为高速车辆的主要噪声源之一,严重影响了驾乘的舒适性,同时也
对环境产生了极大的污染。另外随着市场竞争的加剧,缩短开发周
于阀门上游的流噪声,涡声是阀门噪声的主要来源。
3.动/静器件中的气动噪声问题及其实验研究
数值方法和实验技术的进步,鼓励人们对复杂的非定常流动现象和
流动致声的气动声学及其降噪问题进行苦心研究,以适应日益严峻 的能源环境的时代要求.本文以某些低马赫动/静器件中气动噪声 问题为研究对象和物理模型,引入涡声方程,用以描述涡(流场)诱 导声(波)的物理内含。
7.管内螺旋流的实验研究与分析 螺旋流是湍流中一种特殊的、规则的涡旋运动。螺旋流在工业方面有广 泛的应用，如在射流技术、燃烧技术、气力输送、旋风分离、内燃机等 方面均应用了螺旋流，各国研究者对螺旋流进行了广泛的研究。此外， 螺旋流在自然界也是十分常见的，如龙卷风等。在掌握了水平管内螺旋 流的运动规律后，研制性能更好、效率更佳的螺旋流发生器具有重要的 工程应用价值和经济价值。
2.木工圆锯机转子系统动力学研究
对比分析了不同前飞速度、总距、转速、方位等条件下的旋翼速 度场和桨尖涡运动,获得了在悬停和前飞条件下旋翼流动特性,为 旋翼非定常流动机理研究和桨叶气动设计提供试验支持。
声学：
1.阀门流场的数值模拟及流噪声的实验研究
采用非结构、非交错网格的有限体积法求解用二方程模型封闭的
雷诺平均N S方程组 ,对水管路系统中 3种常见阀门的三维分离流
合气形成的微观特性,以及不同燃油喷射系统参数对混合气形成及燃烧过 程的影响。
基于PIV测量流场的涡识别方法研究
基于PIV测量流场的涡识别方法研究基于PIV测量流场的涡识别方法研究摘要：涡旋是流体动力学中的重要现象，对于流动特性和运动行为的理解具有重要意义。
涡旋的识别对于流体力学研究和工程应用具有关键性意义。
本文基于PIV（脉冲激光测速）技术对流场进行测量，研究了基于PIV测量流场的涡识别方法。
首先，简要介绍了PIV测量技术的原理和流场涡旋的基本特征。
然后，详细讨论了涡识别的基本思路和常用方法。
最后，通过对实际流场数据的分析和识别实验，验证了所提出方法的有效性和可行性。
关键词：PIV测量，涡旋，识别方法，流场引言涡旋是流体动力学中的一种特殊流动结构，其具有旋转的流体质点和明显的旋转运动特征。
涡旋的生成与流体动力学中的各种因素有关，包括流体的速度梯度、温度梯度、密度梯度等。
涡旋的存在对于流体的传输、混合、换热和动力学过程等都有重要影响。
因此，研究和识别涡旋对于流体力学研究和工程应用具有重要意义。
PIV技术是一种基于激光测速的流场测量方法，具有非侵入性、高精度和高空间分辨率等优点。
它通过在流体中注入微粒，并以脉冲激光照射微粒，然后利用相机记录微粒在不同时间间隔内的位置信息，从而得到流场的速度分布图。
PIV技术已广泛应用于流体力学、空气动力学、生物力学等领域的研究和工程应用中。
涡旋的识别是基于PIV测量流场的关键任务之一。
通过对流场速度场的分析和处理，可以实现对涡旋的定性和定量研究。
目前，涡识别方法主要包括传统涡识别方法和基于人工智能的涡识别方法。
1. 传统涡识别方法传统涡识别方法主要基于流场速度场的局部特征进行分析和识别。
常用的方法包括涡线法、Q准则法和Vorticity-Gradient方法等。
涡线法是最早用于涡旋识别的方法之一。
它利用流体质点在涡旋内的旋转运动特征来识别涡旋。
涡线法通过对流场的速度分量进行积分，得到流场中的涡线图。
通过分析涡线以及其周围的流体速度场，可以判断涡旋的位置和形状。
Q准则法是一种基于流场速度梯度二阶不变量的方法。
边条翼前缘涡非定常涡场特性研究中PIV技术的应用
边条翼前缘涡非定常涡场特性研究中PIV技术的应用
吕志咏;祝立国
【期刊名称】《实验流体力学》
【年(卷),期】2003(017)002
【摘要】描述了应用PIV技术在水槽中对边条机翼上旋涡及破裂旋涡流场进行的测量和分析.实验是在北航水槽中进行的.通过PIV技术的测量,揭示了旋涡及破裂旋涡中的非定常特性,这种非定常特性同飞机上机翼、尾翼的抖振密切相关.实验结果表明,对于未破裂的边条涡,存在着两种非定常特性,其一是剪切层中不断地有小涡沿剪切层输运和合并.其二是由一次涡诱导的二次涡与剪切层中的小涡互相诱导引起的非定常现象.对于破裂涡,则发现与未破裂的涡相比,截面上涡量分布的区域突然扩大很多,最大涡量的绝对值也比上游未破裂区截面上的涡量最大值小.此外还发现在涡量分布区域出现反涡量,这同涡破裂后出现涡核螺旋变形有关.对于同一截面处涡量分布是非定常的.
【总页数】4页(P15-18)
【作者】吕志咏;祝立国
【作者单位】北京航空航天大学流体力学研究所,北京,100083;北京航空航天大学流体力学研究所,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】O357.1
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地面效应作用下翼尖涡特性的 PIV 实验研究
地面效应作用下翼尖涡特性的 PIV 实验研究章旷;代钦【期刊名称】《空气动力学学报》【年(卷),期】2015(000)003【摘要】完成了NACA23012机翼地面效应条件下翼尖涡结构及升阻力特性实验。
实验在拖曳水槽中模拟机翼的飞行状态，获得了在多种飞行高度、0°攻角时机翼在水平地面和正弦波浪地面附近的升／阻力、翼尖涡流场的变化规律，对比分析了水平地面和波浪地面附近翼尖涡速度、涡量分布的区别及其可能对机翼升／阻力造成的影响。
实验结果表明：即使在正弦波浪地面附近，随着机翼逐渐靠近地面，升力逐渐减小至负升力，翼尖涡的强度亦发生相应变化；尤其是在小间隙比、负升力情况下，翼尖涡的旋转方向产生了改变；流场结构不仅受机翼距地面高度影响，也随着波浪地面与机翼瞬时所处位置构成的相对相位关系的不同而变化，并且涡量沿波浪地面运动的变化呈现周期性，但变化规律并不符合正弦周期，主要原因在于波浪地形与下翼面所构成的流道形状及狭窄程度的周期性变化对翼尖涡流场结构的发展和演化产生不同程度的抑制。
【总页数】9页(P367-374,405)【作者】章旷;代钦【作者单位】上海大学上海市应用数学和力学研究所，上海 200072;上海大学上海市应用数学和力学研究所，上海 200072; 上海市力学在能源工程中的应用重点实验室，上海 200072【正文语种】中文【中图分类】V211.7【相关文献】1.带不同形状翼尖帆片的机翼地面效应实验研究 [J], 孙承宏;代钦2.组合小翼和翼梢喷流对翼尖涡的影响实验研究 [J], 杨可;黄浩;徐胜金3.边条翼前缘涡非定常涡场特性研究中PIV技术的应用 [J], 吕志咏;祝立国4.平直和柱面小翼涡发生器诱发流动特性PIV实验研究 [J], 汉京晓;周国兵5.低雷诺数下翼尖涡统计特性实验研究 [J], 薛栋; 潘翀; 袁先士; 刘瑞卿因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
气流速度和湍流强度随时间变化的PIV测量
气流速度和湍流强度随时间变化的PIV测量丁以斌;宣晓燕;党宏斌;崔鑫【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2012(037)002【摘要】通过使用粒子图像测速法（PIV）测量手段，对垂直方形管道内喷粉过程中产生的气流速度和湍流强度进行了测量，并对测量数据进行了分析讨论。
通过计算得到了气流速度和湍流强度随时间的变化曲线。
结果表明，管道中气流平均速度在喷粉结束之前与时间基本成线性增加。
喷粉结束后，气流平均速度急剧减小。
水平方向和垂直方向的湍流强度在喷粉结束后0～350ms内均成负指数衰减，350ms后管道中湍流强度随时间变化较小。
【总页数】5页(P285-289)【作者】丁以斌;宣晓燕;党宏斌;崔鑫【作者单位】安徽省安全生产科学研究院安全工程技术研究所,安徽合肥230061;安徽省安全生产科学研究院安全工程技术研究所,安徽合肥230061;安徽省安全生产科学研究院安全工程技术研究所,安徽合肥230061;安徽省安全生产科学研究院安全工程技术研究所,安徽合肥230061【正文语种】中文【中图分类】TD714.51【相关文献】1.同轴旋转圆筒间Taylor-Couette流场的PIV测量实例 [J], 毛玉红;曾立云;常青2.管道中湍流强度及湍流积分尺度随时间的变化研究 [J], 杨辉;崔鑫;郑昕;金芳勇;王尚勇;丁以斌3.水泥浆体的显微图像和质量随时间变化的测量与分析 [J], 张丽英;张晓媛;张丽丽;李玉强;黄以能4.察尔汗盐湖S3盐层晶间卤水K1+随时间变化规律的统计研究 [J], 徐少康5.察尔汗盐湖 S_3盐层晶间卤水 K^+随时间变化规律的统计研究 [J], 徐少康因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
带导流体的旋流非接触吸盘仿真及PIV实验验证
带导流体的旋流非接触吸盘仿真及PIV实验验证周君瑜;叶骞;吴琼【摘要】PIV(Particle Image Velocimetry)技术是一种流场可视化光学方法,经过十年的发展,该技术已经成为研究流场的基本测试手段.由于旋流非接触搬运器内部流道很小,传统的侵入式测量方法很难对搬运器内部流场进行测量.针对这个问题,该文设计了一套PIV实验测试方法,用PIV技术来获得旋流吸盘内部流场的流动规律,采用三种基本旋涡模型对旋流非接触吸盘进行一维数值建模,并且以三种数学模型为目标函数,应用最小二乘拟合方法对PIV数据进行拟合.通过比较拟合效果,辨识出了能够准确描述吸盘内部流场流动特性的数学模型.【期刊名称】《液压与气动》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】6页(P37-42)【关键词】PIV;旋涡模型;最小二乘;旋流非接触吸盘【作者】周君瑜;叶骞;吴琼【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030【正文语种】中文【中图分类】TH137引言通常为了拾起和搬运一件工件都需要与搬运设备直接接触，这种接触式搬运设备与工件表面就容易造成表面划伤和静电。
例如在半导体加工过程中，晶片需要被频繁地装载与卸载，应用接触式搬运就容易导致次品增多［1］。
为了避免搬运设备和工件的直接接触，磁、静电、近场和气动等多种非接触式搬运方法被提出，气动悬浮方法运用气流对工件的提升力，具有几乎不产生热量，可以搬运任何材料的工件［2］，不需要控制回路而达到稳定状态和易于维护等优点。
现有的气动非接触搬运方法包括基于伯努利原理的伯努利悬浮法和漩涡悬浮法。
伯努利悬浮法空气消耗量较大，并导致供应管道中的能量损失［2］，旋涡悬浮法的空气消耗量则小得多［3］，因此旋涡悬浮法的非接触式搬运方式应用前景较好。
气动悬浮吸盘是一种采用旋涡悬浮方法的非接触式搬运设备，目前对吸盘研究的重点是研究吸盘的内部旋涡流场。
带纵向涡流发生器喷动床内颗粒流动特性PIV实验及数值模拟
带纵向涡流发生器喷动床内颗粒流动特性PIV实验及数值模拟喷动床作为高效气固接触器被广泛应用到许多领域,如干燥、涂层、废弃物的燃烧和气化等。
随着喷动技术应用范围的不断推广及其研究的深入,国内外研究者提出了各种结构改进措施,例如:导向管喷动床,多喷头喷动床,喷动流化床,旋转喷口喷动床,射流喷动床等。
传统喷动床内的介质颗粒具有明显的内外分层流动特点,床层内颗粒缺少径向混合,使得部分颗粒的表面未能获得充分利用,对床内传热传质产生不利的影响。
针对以上情况,本课题组将纵向涡流发生器及纵向涡流技术引入喷动床内气固两相流动过程,并通过实验证明纵向涡流发生器能够有效强化喷动床内颗粒相的径向运动,从而强化床内物料的横向混合。
本文采用实验测量与数值模拟相结合的方法进一步探究了带纵向涡流发生器喷动床内气固两相运动规律的影响,以期为深入应用于粉-粒喷动床半干法水汽化脱硫过程的强化提供冷模实验基础,并为其工业放大提供帮助。
实验采用粒子图像测速技术(PIV)研究了静床层高度、扰流元件排数、颗粒粒径及颗粒密度等参数的变化对带纵向涡流发生器喷动床内颗粒相运动规律的影响。
结果表明,喷动床内纵向涡发生器对颗粒运动的强化存在空间的不均匀性,在喷动床有限的空间范围内,存在最佳的静床层高度使得纵向涡流发生器对颗粒径向运动的强化效果达到最佳。
整体而言,单排及双排纵向涡流发生器的颗粒径向速度强化效果最佳,随着静床层高度的增加,多排纵向涡流发生器对喷射区颗粒径向速度影响逐渐减小,而对环隙区颗粒径向速度影响逐渐增大。
在喷动床稳定喷动范围内,颗粒粒径及颗粒密度越小纵向涡流对颗粒相径向运动的强化效果越佳。
采用数值模拟对带纵向涡流发生器喷动床内的颗粒相流动特性实验进行校核,进一步分析了颗粒密度及静床层高度对喷动床内气固两相流动的影响。
结果表明,模拟结果得到的颗粒径向速度分布与实验结果吻合良好。
床内颗粒体积分数分布均匀性与颗粒密度成负相关。
静床层高度越低,颗粒处理量越少,床层高度越低,速度流场均匀性程度越高。
应用PIV对角区非定常马蹄涡结构的实验研究
应用PIV对角区非定常马蹄涡结构的实验研究张华;吕志咏;孙盛东【期刊名称】《力学学报》【年(卷),期】2008(040)002【摘要】利用PIV技术研究了柱体与平板层流边界层角区的非定常流动结构,流动显示和PIV测量均表明角区存在3种非定常的马蹄涡模态,即绕合模态、脱落-绕合模态以及脱落-耗散模态,一定Re数下主涡脱落后既可能表现为脱落-绕合模态,也可能表现为脱落-耗散模态.这主要取决于模型头部形状对涡轴造成的拉伸以及耗散和扩散程度.PIV测量表明,随雷诺数增加主涡下方从壁面喷发的反向二次涡逐步增大形成强度和尺度较大的"涡舌",该"涡舌"将突入整个涡系所在的边界层,最终将主涡与上游涡系隔离并使其从旋涡生成区涡系脱落.马蹄涡非定常摆动时具有较复杂的奇点形态组合和演化,反映涡轴受到了交替的拉伸和压缩作用.【总页数】8页(P171-178)【作者】张华;吕志咏;孙盛东【作者单位】北京航空航天大学流体力学研究所,流体力学教育部重点实验室,北京,100083;北京航空航天大学流体力学研究所,流体力学教育部重点实验室,北京,100083;北京航空航天大学流体力学研究所,流体力学教育部重点实验室,北京,100083【正文语种】中文【中图分类】O357【相关文献】1.非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅲ.非定常不稳定气固两相流动中颗粒运动与旋涡的相关结构 [J], 黄远东;吴文权;王远成;张红武;王光谦2.边条翼前缘涡非定常涡场特性研究中PIV技术的应用 [J], 吕志咏;祝立国3.PIV测量非定常自由来流中的三角翼前缘涡 [J], 史志伟;明晓4.三角翼涡破裂非定常特性实验研究 [J], 徐燕;王晋军;郭辉5.非定常涡升力的实验研究 [J], 卢奇正因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
应用PIV技术测试涡旋波流场
应用PIV技术测试涡旋波流场
刘凤霞;史启财;刘志军;王旭;郅红虹
【期刊名称】《实验力学》
【年(卷),期】2006(21)5
【摘要】涡旋波流动作为一种特殊的流动现象,可以使流体在相对较宽的槽道中产生较强的波动和对流混合,从而在小Re数条件下起到强化传质的效果。
本文利用PIV流场显示技术,对振荡流在非对称槽道中所形成的涡旋波的产生机理和发展规律进行了实验研究和定量分析,测得了涡旋波流场的速度矢量图,阐明了涡旋波流场周期性变化的特点。
分析了Re数和St数对涡旋波流动的影响,并得出了旋涡涡心位置以及涡心处涡量的动态变化规律。
【总页数】6页(P611-616)
【关键词】PIV;涡旋波;速度矢量;涡量
【作者】刘凤霞;史启财;刘志军;王旭;郅红虹
【作者单位】大连理工大学流体与粉体工程研究设计所
【正文语种】中文
【中图分类】O357.1
【相关文献】
1.PIV技术在油品调和流场测试中的应用 [J], 温飞;李恩田;史小军;唐建峰
2.高频响流场测试TR-PIV系统技术及其应用 [J], 陈建民;刘应征;魏润杰
3.PIV技术在旋转流场测试中的应用 [J], 李广年;李磊;谢永和
4.PIV技术在孤立波流场测量教学实验中的应用 [J], 韩阳;范毅伟;郭春雨;王超;于凯
5.用PIV测试涡旋波流场的速度和剪应力分布 [J], 刘凤霞;刘志军;王琳;史启财;周集体
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摘
要 ： 为 了研究螺旋 流场 中的涡量 特征分布 ， 高流体传 质效率 ， 提 利用 激光粒 子测速 系统 （ Ｉ 对垂 直管 中不 同介 ＰＶ）
质 的螺旋 流场进 行了测量 ， 并利用 Ｔ ｃｌｔ ｅｐｏ 对螺旋流的涡量进行 了显示和局部涡量场提取 ， 研究 了不 同切 向速度下 ， 不同 介 质的螺旋 流涡量场分布特点和其局部涡量特征 。结果显示 ， 螺旋流 的涡量具有 贴壁特征 ， 随着切 向速度 的增加 ， 螺旋 流 的涡量强度增大 ， 涡和负涡交换 的频率增大 ， 正 有利 于提 高流体传质效率 。
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关键 词 ： 螺旋流 ； 涡量 ； 向速度 ； Ｉ 切 ＰＶ
中 图分 类 号 ： Ｔ ７ ２９ Ｅ ３ ． 文 献标 识 码 ： Ａ ｄｉ１． ９９ ｊｉ ｎ １０ ０ ２ ．０ ２０ ．０ ｏ：０ ３ ６ ／． ｓ．０ ５— ３ ９ ２ １ ．２０ ２ ｓ
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２１ 第４ ０２年 ０卷第 ２期
文章编号 ： １０ ０ ５—０２ （ ０ ２ ０ ０ ０ ３ ９ ２ １ ）２— ０ ５—０ ５
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