激光多普勒测速(LDV)与粒子成像测速(PIV)的应用
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就要求更快速适时地进行测定分析;
利用一般光探测方法所测范围只是一个点,若要测全场, 就必 需考虑用传感器阵列,这样不但大大提高了成本, 而且对光学 探头灵敏度的一致性也提出了更高的要求等。
10.参考文献
[1]张庭芳, 熊翔辉, 张莹.柴油机喷雾特性的传统及现代测试方法[J].南昌大学学报， 2004,26（1）：23-25. [2]谷 芳, 崔国起, 吴华杰.柴油机缸盖水套冷却流场的LDV试验研究[J].汽车工程， 2010,32（8）：678-681. [3]许振忠, 彭志军, 龚允怡.柴油机高压喷雾碰壁前后粒子速度的LDA试验研究[J]. 内燃机学报，2001,19（4）：349-355. [4]许振忠，李伟，吴长玉，陈群. CA498柴油机冷却水流LDV测量[J].汽车技术， 2004,19（4）：22-25. [5]王大承.激光测试技术及其在发动机测试研究中的进展及应用前景[J].农业工程 学报，2002,18（6）：195-199. [6]王树梅，郑艳芳.基于LDV的雨水管道流速检测的应用研究[J].应用激光， 2012,32（4）：305-309. [7]刘建忠，姚强，曹欣玉.激光多普勒测速技术应用于浓缩燃烧器湍流流场的测 量[J].激光与光电子学进展，1995,5（4）：33-37. [8]尹晔东，王运东，费维扬.激光多普勒测速仪在化学工程中的应用[J].现代化工， 2000,20（2）：15-18. [9]朱义伦，邓康耀.用激光多普勒测速仪测量发动机缸头冷却水流场[J].中国造船， 2000,41（1）：60-63.
2/37
1.意义与背景
柴油机
动力性
经济性
排放性
密切相关
LDV和PIV测流场特性 燃烧过程
紧密相关
柴油机缸内流动
测试柴油机缸内流动 情况具有重要意义！
2.国内外研究现状
CA498 柴油机冷却水流LDV测量:为验证柴油机冷却水套CFD计 算结果的准确性，利用LDV 测速系统测量了CA498 柴油机缸盖及 缸体内流场关键点处的速度，并将试验结果与CFD计算结果进行了 比较。得出结果。
随环机境误误差差起、系的统误误差差,、只能通在C实CP验D过I高环V速图提境摄像的高像记误机录信差的和,噪比分处如辨理比室率过,内引程来温起中度的,减噪,系室音少统内引误误风起差速的差;大随。小机;误差;
片光源厚度造成的误差
一般实验过程中,要求产生的片光源的厚度为1mm,当 片光源厚度较小时,在相机曝光时间内将会有少量粒 子穿过片光,引起粒子图像位移的误差。当片光源太 厚时,同一速度的粒子,会在图像上留下不同的迹线;
柴油机缸盖水套冷却流场的LDV试验研究：采用激光多普勒测速 仪(LDV)对某柴油机缸盖水套内的流场分布状况进行了测量, 测试 结果与CFD计算结果具有较好的一致性。 柴油机高压喷雾碰壁前后粒子速度的LDA试验研究：利用3光束 二维氩离子激光多普勒测速仪对柴油机高压喷雾碰壁前和碰壁后的 粒子速度进行了试验研究。
测量值与仿真值进行对比分析
更有效解决内燃机缸盖 水套这样复杂结构优化 设计问题。
实例2：柴油机高压喷雾碰壁前后粒子速度的LDA
试验研究
测量柴油机燃油高压喷雾存在
L的D解A释没可有以测看粒出径，的运功动能粒，子但喷 浓的从油度散“雾分射干化布光涉后不强条粒均和纹径匀频”大率理的论小、
速度范围覆盖 频带宽
5. LDV与PIV测试方法对比
对液滴的速度及空间分布特性的测试方法
激光多普勒测速技术LDV
粒子图像测速技术PIV
共同点
它们都具有测量时不干扰喷雾场、 时空分辨率高的特点
LDV 是单点测量技术
PIV 则可以实现全场瞬态测量
LDV和PIV 已经成为柴油机喷雾研究的有力工具.
6.适用范围
激光多普勒测速技术LDV 粒子图像测速技术PIV
满足更随性进与行图散像光相性关的分需析求
识别示踪粒子图像的位移
反
映
流
成
场
像
流动的完 图成 像从 中2提次取曝速系统光度的场粒。子
图 像 处 理 系 统
示
踪
获得流体速度场
粒 子
4.实例应用介绍
Vp
实例1：柴油机缸盖水套冷却流场的LDV试验研究
气缸盖冷却液
通过水箱
输水管道
气缸盖进水口
反复循环
冷却水腔 出水口
采用统计法获得速度信息.
对其中的每一个判读区采用互相 关图像分析算法( FFT) 进行分析
片光源照射在喷束轴线上，获得的是具有 代表性的喷雾轴线截面内的二维成像信息。
它可以完全反映喷雾的主要特征, 尤其是喷雾体内部结构信息。
确定出两个图像中同一粒子像 斑的精确定位, 这要求两幅相 关图像的采集时间间隔很小.
图像采集和 速度场计算
由一台基于微机的控制器完成
通过改变PI V 系统的延迟时间, 得到不同喷雾时刻的速度矢量图。
实例4：柴油机燃油喷射雾化的PIV 测量试验研究
PIV 通过CCD 和采集卡, 获得粒子图像.
在喷雾液滴的两相流场内, 由于粒 子像太多, 不能用跟踪单个粒子轨 道的方法( PTV) 来获得速度信息.
Satoru Sasak i等运用自相关PIV 技术, 从曝光图像中得到了喷雾 周围的空气流动速度。研究结果显示, 喷射开始后喷油嘴周围的空 气被喷雾前端向外挤压, 随后流速向相反方向进行。 M iyazak i等将PIV 技术成功应用到水平管内螺旋气固两相流粒子 运动, 实验中包括用粒子群获得的高密度图象模型来得到速度, 对单 个粒子的追踪来得到低密度粒子数。
PIV技术_粒子图像测速技术的新进展 PIV测试技术在反应器流场研究中的应用 PIV在柴油喷雾测试中的应用 内燃机缸内全流场PIV测速系统
基于LDV的雨水管道流速检测的应用研究 激光多普勒测速技术应用于浓缩燃烧器湍 流流场的测量
激光多普勒测速仪在化学工程中的应用 用激光多普勒测速仪测量发动机缸头冷 却水流场
[10]徐惊雷. PIV技术在超及高超声速流场测量中的研究进展[J].力学进展，2012， 42（1）：81-89. [11]刘玥，梁忠生，鲍锋.粒子成像测速_非介入式全场技术[J].化工进展，2010， 13（4）：37-41. [12]白原原，丁忠伟，秦娅，侯栓弟.复合激光诱导荧光法在喷雾特性的研究进展 [J].计算机与应用化学，2013，30（7）：715-720. [13]董明哲,汪洋,蒋宁涛. PIV系统测量误差的实验评价及在柴油机喷雾测量上的 应用[J].车用发动机，2005，1（1）：57-61. [14]成晓北,黄荣华.柴油机燃油喷射雾化的PIV 测量试验研究[J].燃烧科学与技术， 2003，9（3）：224-228. [15]张振荣，黄梅生，胡志云. PIV技术在脉动火焰测量中的应用研究[J].强激光 与粒子束，2013，25（11）：2821-2825. [16]徐玉明,迟卫，莫立新. PIV测试技术及其应用[J].燃烧科学与技术，2007，29 （3）：101-105. [17]王吴利，王元. Micro_PIV技术_粒子图像测速技术的新进展[J].力学进展， 2005，35（1）：77-90. [18]李广年,张军,陆林章,张国平. PIV_LDV在螺旋桨尾流测试中的比对应用[J].航 空动力学报，2010，25（9）：2083-2090.
7.影响测试精度因素与测 量误差分析
示踪粒子跟随性和形状大小不均匀引起的误差,在实验 过程中,PIV所测流场与实际粒子运动产生的流场并不 完全一致;
示踪粒子引起的误差
上述误差中,有在些实验可中以,由通于需过要示示踪踪粒子粒均子匀的的发生选,有择时候需要 和浓度的调节来拍况打产避示生免踪的粒示,子踪但发粒是生子器浓有度,会不些对同流误,场所差产得生实难干验扰结以果;而避会且有每差个异工; 免。比如PIV图像记录和处理过程中,噪音引
表明
高压喷雾场中心轴线上和可见边缘附近 的喷雾粒子大小、浓度有相当的一致性。
得出
BSA-LDA测量高压喷雾有较好的适应 性和较高的分辨率。
实例3：P IV 在喷雾粒子速度场测且中的应用
燃油喷射系统是一套高 压共轨式电控喷射系统。
喷射动作
激光器之间的同步 同步
由一个基于单片机的同步控制器控制
C C D相机 激光器 协调
3.LDV与PIV测量原理
激光多普勒测速原理
微粒接受到的光波频率与光源频率会
有差异，差异大小同微粒运动速度的
单一频率的激光照射 大小和照射光与微粒速度方向之间的
运动微粒
夹角有关。
微粒以一定速度穿过时
接收散射光的多普 频移获得微粒速度
若微粒速度与流体团速度 一致，则可以获得该点的 流场速度。其关系如下：
M ahm oud等人使用LDV 研究过水在管道中的湍流情况。实验中 精确测量了流体的平均速度和湍流强度。
美国的A nand等人[29 ]将旋涡喷射氢气的扩散焰的实验和用pd f(概率密度函数)法计算结果进行比较。使用LDV 测量了喷嘴周围 的火焰速度与用CARS 法测得的温度相吻合, 验证了计算结果的准 确性。
9. LDV与PIV展望
为克服衍射理论用于粒子测量的局限性,将Mie理论直接应用到 测粒仪器研究中,是近年来光散射法测粒研究的一个热点.
研究高突温高出压重雾点场，时,快也会速由适于时高测温使定粒分径析小于，5降μ m低的雾滴在 0.2 ms成内蒸本发进、行大雾全滴场粒测径变量小,撞壁的雾滴粒径变小等,这样
变化与粒径有关。即粒子直径小于或等于1组干涉
条纹间距时，散射光强变化幅度最大，大于2组条 需要调节
纹间距时，则明显被削弱。
需要对BSA采取特别调
节和分频段测量方法
根据
设定中心频率
试验测量的粒子瞬时速度
设定带宽
设定信号增益
得出
绝大部分粒子直径范围
y 轴为喷雾粒子运动和测量的主方向。
在整个喷雾区域,包括中心轴线上和可见 边界内各ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,在测量过程中获得的有效数 据采集率相当。
两束激光方向
两束激光相交 形成的探测体
粒子图像测速原理
在流场中散播示踪粒子
脉冲激光片光源照射 所测流场区域
通过连续两次曝光或多次曝光
PIV一般由3部分组成
粒子图像被记录在底
片光源要尽可能薄
片上或CCD相上
保证测量直准确度
接
粒子密度尽量摄等取于该流区体域密粒度子，图粒像子的帧的序直列
记录径相要在邻保2证帧散图射像光序强列的条时件间下间尽隔可能小。
8. LDV与PIV局限性
虽然粒子成像测速技术已经有了如此大的进展，但对于非定常 （非周期）三维空间复杂流动及其时间历程的观测仍然面临严 峻的挑战，
就全流场观测方法和技术本身而言，三维空间三维速度场时 间历程技术仍然是尚未攻克的难关，也是最具挑战性的前沿 课题。
激光测试涉及到光、电、机械、流体、显示等学科理论与技 术,难度较大,测试设备造价高等,因而受到了一定的限制。
激光多普勒测速（LDV）与粒子 成像测速（PIV）在柴油机流场
特性方面的应用
报告主要内容
1. 意义与背景 2. 国内外研究现状 3. LDV与PIV测量原理 4. 实例应用介绍 5. LDV与PIV测试方法对比 6. 适用范围 7. 影响测试精度因素与测量误差分析 8. LDV与PIV局限性 9. LDV与PIV展望 10.参考文献
激光多普勒测速技术应用于浓缩燃烧器湍流流场的测量：在煤粉 浓缩燃烧器中加入示踪颗粒,利用激光多普勒测速技术对湍流流场 的速度场及湍流参数进行测量研究,通过自动数据采集及处理分析 系统,获得不同钝体结构的煤粉浓缩燃烧器的速度及湍流强度分布。
PIV系统侧量误差的实脸评价及柴油机喷雾侧量上的应用:提出一 种P IV 系统测量误差的实验评价方法, 并建立了一套P IV 误差实 验评价系统。得到了PI V 浏量误差在空间及时间上的概率分布特 性。 柴油机燃油喷射雾化的PIV 测量试验研究：介绍了先进的粒子图 像测速技术( PIV) 应用于燃油喷雾过程的试验研究结果, 燃油通 过多种孔径的单孔和多孔喷油嘴喷入一个定容压力室内, 采用高分 辨率的CCD 摄像机记录整个喷射过程, 可以观察到喷雾场内部结构。 PIV 测试技术在反应器流场研究中的应用：采用PIV 测速技术首 次成功地测定了该搅拌式反应器在各种工况下的典型流场, 为搅拌 式反应器提供了成熟的流场测试实验技术。为定量详尽地了解、分 析和模拟HPBR 的动量传递过程提供了基础实验数据。 内燃机缸内全流场P IV 测速系统：本文针对内燃机缸内气流运 动研究需要, 在国内首次开发研制出一套内燃机缸内全流场P IV测 速系统。该系统具有全透明的气缸体和活塞, 激光器发光孔可 360°旋转, 配以灵活的光路调节装置和拍摄装置。
回到水箱
循环过程中，利用激 光多普勒测速仪对缸 盖水套内的三维流场 进行测量。
三维激光测速系统
由于LDV不能直接测量流体的 速度，而是根据流体中粒子的 运动速度推定流体速度，因而 需要向流体中添加微粒。
纯水作为流动介质，其中添加微 量的空心玻璃珠作为示踪粒子。
柴油机缸盖冷却流场测量
LDV试验测量
CFD仿真分析
利用一般光探测方法所测范围只是一个点,若要测全场, 就必 需考虑用传感器阵列,这样不但大大提高了成本, 而且对光学 探头灵敏度的一致性也提出了更高的要求等。
10.参考文献
[1]张庭芳, 熊翔辉, 张莹.柴油机喷雾特性的传统及现代测试方法[J].南昌大学学报， 2004,26（1）：23-25. [2]谷 芳, 崔国起, 吴华杰.柴油机缸盖水套冷却流场的LDV试验研究[J].汽车工程， 2010,32（8）：678-681. [3]许振忠, 彭志军, 龚允怡.柴油机高压喷雾碰壁前后粒子速度的LDA试验研究[J]. 内燃机学报，2001,19（4）：349-355. [4]许振忠，李伟，吴长玉，陈群. CA498柴油机冷却水流LDV测量[J].汽车技术， 2004,19（4）：22-25. [5]王大承.激光测试技术及其在发动机测试研究中的进展及应用前景[J].农业工程 学报，2002,18（6）：195-199. [6]王树梅，郑艳芳.基于LDV的雨水管道流速检测的应用研究[J].应用激光， 2012,32（4）：305-309. [7]刘建忠，姚强，曹欣玉.激光多普勒测速技术应用于浓缩燃烧器湍流流场的测 量[J].激光与光电子学进展，1995,5（4）：33-37. [8]尹晔东，王运东，费维扬.激光多普勒测速仪在化学工程中的应用[J].现代化工， 2000,20（2）：15-18. [9]朱义伦，邓康耀.用激光多普勒测速仪测量发动机缸头冷却水流场[J].中国造船， 2000,41（1）：60-63.
2/37
1.意义与背景
柴油机
动力性
经济性
排放性
密切相关
LDV和PIV测流场特性 燃烧过程
紧密相关
柴油机缸内流动
测试柴油机缸内流动 情况具有重要意义！
2.国内外研究现状
CA498 柴油机冷却水流LDV测量:为验证柴油机冷却水套CFD计 算结果的准确性，利用LDV 测速系统测量了CA498 柴油机缸盖及 缸体内流场关键点处的速度，并将试验结果与CFD计算结果进行了 比较。得出结果。
随环机境误误差差起、系的统误误差差,、只能通在C实CP验D过I高环V速图提境摄像的高像记误机录信差的和,噪比分处如辨理比室率过,内引程来温起中度的,减噪,系室音少统内引误误风起差速的差;大随。小机;误差;
片光源厚度造成的误差
一般实验过程中,要求产生的片光源的厚度为1mm,当 片光源厚度较小时,在相机曝光时间内将会有少量粒 子穿过片光,引起粒子图像位移的误差。当片光源太 厚时,同一速度的粒子,会在图像上留下不同的迹线;
柴油机缸盖水套冷却流场的LDV试验研究：采用激光多普勒测速 仪(LDV)对某柴油机缸盖水套内的流场分布状况进行了测量, 测试 结果与CFD计算结果具有较好的一致性。 柴油机高压喷雾碰壁前后粒子速度的LDA试验研究：利用3光束 二维氩离子激光多普勒测速仪对柴油机高压喷雾碰壁前和碰壁后的 粒子速度进行了试验研究。
测量值与仿真值进行对比分析
更有效解决内燃机缸盖 水套这样复杂结构优化 设计问题。
实例2：柴油机高压喷雾碰壁前后粒子速度的LDA
试验研究
测量柴油机燃油高压喷雾存在
L的D解A释没可有以测看粒出径，的运功动能粒，子但喷 浓的从油度散“雾分射干化布光涉后不强条粒均和纹径匀频”大率理的论小、
速度范围覆盖 频带宽
5. LDV与PIV测试方法对比
对液滴的速度及空间分布特性的测试方法
激光多普勒测速技术LDV
粒子图像测速技术PIV
共同点
它们都具有测量时不干扰喷雾场、 时空分辨率高的特点
LDV 是单点测量技术
PIV 则可以实现全场瞬态测量
LDV和PIV 已经成为柴油机喷雾研究的有力工具.
6.适用范围
激光多普勒测速技术LDV 粒子图像测速技术PIV
满足更随性进与行图散像光相性关的分需析求
识别示踪粒子图像的位移
反
映
流
成
场
像
流动的完 图成 像从 中2提次取曝速系统光度的场粒。子
图 像 处 理 系 统
示
踪
获得流体速度场
粒 子
4.实例应用介绍
Vp
实例1：柴油机缸盖水套冷却流场的LDV试验研究
气缸盖冷却液
通过水箱
输水管道
气缸盖进水口
反复循环
冷却水腔 出水口
采用统计法获得速度信息.
对其中的每一个判读区采用互相 关图像分析算法( FFT) 进行分析
片光源照射在喷束轴线上，获得的是具有 代表性的喷雾轴线截面内的二维成像信息。
它可以完全反映喷雾的主要特征, 尤其是喷雾体内部结构信息。
确定出两个图像中同一粒子像 斑的精确定位, 这要求两幅相 关图像的采集时间间隔很小.
图像采集和 速度场计算
由一台基于微机的控制器完成
通过改变PI V 系统的延迟时间, 得到不同喷雾时刻的速度矢量图。
实例4：柴油机燃油喷射雾化的PIV 测量试验研究
PIV 通过CCD 和采集卡, 获得粒子图像.
在喷雾液滴的两相流场内, 由于粒 子像太多, 不能用跟踪单个粒子轨 道的方法( PTV) 来获得速度信息.
Satoru Sasak i等运用自相关PIV 技术, 从曝光图像中得到了喷雾 周围的空气流动速度。研究结果显示, 喷射开始后喷油嘴周围的空 气被喷雾前端向外挤压, 随后流速向相反方向进行。 M iyazak i等将PIV 技术成功应用到水平管内螺旋气固两相流粒子 运动, 实验中包括用粒子群获得的高密度图象模型来得到速度, 对单 个粒子的追踪来得到低密度粒子数。
PIV技术_粒子图像测速技术的新进展 PIV测试技术在反应器流场研究中的应用 PIV在柴油喷雾测试中的应用 内燃机缸内全流场PIV测速系统
基于LDV的雨水管道流速检测的应用研究 激光多普勒测速技术应用于浓缩燃烧器湍 流流场的测量
激光多普勒测速仪在化学工程中的应用 用激光多普勒测速仪测量发动机缸头冷 却水流场
[10]徐惊雷. PIV技术在超及高超声速流场测量中的研究进展[J].力学进展，2012， 42（1）：81-89. [11]刘玥，梁忠生，鲍锋.粒子成像测速_非介入式全场技术[J].化工进展，2010， 13（4）：37-41. [12]白原原，丁忠伟，秦娅，侯栓弟.复合激光诱导荧光法在喷雾特性的研究进展 [J].计算机与应用化学，2013，30（7）：715-720. [13]董明哲,汪洋,蒋宁涛. PIV系统测量误差的实验评价及在柴油机喷雾测量上的 应用[J].车用发动机，2005，1（1）：57-61. [14]成晓北,黄荣华.柴油机燃油喷射雾化的PIV 测量试验研究[J].燃烧科学与技术， 2003，9（3）：224-228. [15]张振荣，黄梅生，胡志云. PIV技术在脉动火焰测量中的应用研究[J].强激光 与粒子束，2013，25（11）：2821-2825. [16]徐玉明,迟卫，莫立新. PIV测试技术及其应用[J].燃烧科学与技术，2007，29 （3）：101-105. [17]王吴利，王元. Micro_PIV技术_粒子图像测速技术的新进展[J].力学进展， 2005，35（1）：77-90. [18]李广年,张军,陆林章,张国平. PIV_LDV在螺旋桨尾流测试中的比对应用[J].航 空动力学报，2010，25（9）：2083-2090.
7.影响测试精度因素与测 量误差分析
示踪粒子跟随性和形状大小不均匀引起的误差,在实验 过程中,PIV所测流场与实际粒子运动产生的流场并不 完全一致;
示踪粒子引起的误差
上述误差中,有在些实验可中以,由通于需过要示示踪踪粒子粒均子匀的的发生选,有择时候需要 和浓度的调节来拍况打产避示生免踪的粒示,子踪但发粒是生子器浓有度,会不些对同流误,场所差产得生实难干验扰结以果;而避会且有每差个异工; 免。比如PIV图像记录和处理过程中,噪音引
表明
高压喷雾场中心轴线上和可见边缘附近 的喷雾粒子大小、浓度有相当的一致性。
得出
BSA-LDA测量高压喷雾有较好的适应 性和较高的分辨率。
实例3：P IV 在喷雾粒子速度场测且中的应用
燃油喷射系统是一套高 压共轨式电控喷射系统。
喷射动作
激光器之间的同步 同步
由一个基于单片机的同步控制器控制
C C D相机 激光器 协调
3.LDV与PIV测量原理
激光多普勒测速原理
微粒接受到的光波频率与光源频率会
有差异，差异大小同微粒运动速度的
单一频率的激光照射 大小和照射光与微粒速度方向之间的
运动微粒
夹角有关。
微粒以一定速度穿过时
接收散射光的多普 频移获得微粒速度
若微粒速度与流体团速度 一致，则可以获得该点的 流场速度。其关系如下：
M ahm oud等人使用LDV 研究过水在管道中的湍流情况。实验中 精确测量了流体的平均速度和湍流强度。
美国的A nand等人[29 ]将旋涡喷射氢气的扩散焰的实验和用pd f(概率密度函数)法计算结果进行比较。使用LDV 测量了喷嘴周围 的火焰速度与用CARS 法测得的温度相吻合, 验证了计算结果的准 确性。
9. LDV与PIV展望
为克服衍射理论用于粒子测量的局限性,将Mie理论直接应用到 测粒仪器研究中,是近年来光散射法测粒研究的一个热点.
研究高突温高出压重雾点场，时,快也会速由适于时高测温使定粒分径析小于，5降μ m低的雾滴在 0.2 ms成内蒸本发进、行大雾全滴场粒测径变量小,撞壁的雾滴粒径变小等,这样
变化与粒径有关。即粒子直径小于或等于1组干涉
条纹间距时，散射光强变化幅度最大，大于2组条 需要调节
纹间距时，则明显被削弱。
需要对BSA采取特别调
节和分频段测量方法
根据
设定中心频率
试验测量的粒子瞬时速度
设定带宽
设定信号增益
得出
绝大部分粒子直径范围
y 轴为喷雾粒子运动和测量的主方向。
在整个喷雾区域,包括中心轴线上和可见 边界内各ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,在测量过程中获得的有效数 据采集率相当。
两束激光方向
两束激光相交 形成的探测体
粒子图像测速原理
在流场中散播示踪粒子
脉冲激光片光源照射 所测流场区域
通过连续两次曝光或多次曝光
PIV一般由3部分组成
粒子图像被记录在底
片光源要尽可能薄
片上或CCD相上
保证测量直准确度
接
粒子密度尽量摄等取于该流区体域密粒度子，图粒像子的帧的序直列
记录径相要在邻保2证帧散图射像光序强列的条时件间下间尽隔可能小。
8. LDV与PIV局限性
虽然粒子成像测速技术已经有了如此大的进展，但对于非定常 （非周期）三维空间复杂流动及其时间历程的观测仍然面临严 峻的挑战，
就全流场观测方法和技术本身而言，三维空间三维速度场时 间历程技术仍然是尚未攻克的难关，也是最具挑战性的前沿 课题。
激光测试涉及到光、电、机械、流体、显示等学科理论与技 术,难度较大,测试设备造价高等,因而受到了一定的限制。
激光多普勒测速（LDV）与粒子 成像测速（PIV）在柴油机流场
特性方面的应用
报告主要内容
1. 意义与背景 2. 国内外研究现状 3. LDV与PIV测量原理 4. 实例应用介绍 5. LDV与PIV测试方法对比 6. 适用范围 7. 影响测试精度因素与测量误差分析 8. LDV与PIV局限性 9. LDV与PIV展望 10.参考文献
激光多普勒测速技术应用于浓缩燃烧器湍流流场的测量：在煤粉 浓缩燃烧器中加入示踪颗粒,利用激光多普勒测速技术对湍流流场 的速度场及湍流参数进行测量研究,通过自动数据采集及处理分析 系统,获得不同钝体结构的煤粉浓缩燃烧器的速度及湍流强度分布。
PIV系统侧量误差的实脸评价及柴油机喷雾侧量上的应用:提出一 种P IV 系统测量误差的实验评价方法, 并建立了一套P IV 误差实 验评价系统。得到了PI V 浏量误差在空间及时间上的概率分布特 性。 柴油机燃油喷射雾化的PIV 测量试验研究：介绍了先进的粒子图 像测速技术( PIV) 应用于燃油喷雾过程的试验研究结果, 燃油通 过多种孔径的单孔和多孔喷油嘴喷入一个定容压力室内, 采用高分 辨率的CCD 摄像机记录整个喷射过程, 可以观察到喷雾场内部结构。 PIV 测试技术在反应器流场研究中的应用：采用PIV 测速技术首 次成功地测定了该搅拌式反应器在各种工况下的典型流场, 为搅拌 式反应器提供了成熟的流场测试实验技术。为定量详尽地了解、分 析和模拟HPBR 的动量传递过程提供了基础实验数据。 内燃机缸内全流场P IV 测速系统：本文针对内燃机缸内气流运 动研究需要, 在国内首次开发研制出一套内燃机缸内全流场P IV测 速系统。该系统具有全透明的气缸体和活塞, 激光器发光孔可 360°旋转, 配以灵活的光路调节装置和拍摄装置。
回到水箱
循环过程中，利用激 光多普勒测速仪对缸 盖水套内的三维流场 进行测量。
三维激光测速系统
由于LDV不能直接测量流体的 速度，而是根据流体中粒子的 运动速度推定流体速度，因而 需要向流体中添加微粒。
纯水作为流动介质，其中添加微 量的空心玻璃珠作为示踪粒子。
柴油机缸盖冷却流场测量
LDV试验测量
CFD仿真分析