专题| 简析粒子图像测速(PIV)

发布网友发布时间：2024-10-04 20:18

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热心网友时间：2024-10-05 13:53

粒子图像测速（PIV）技术是一种先进的无接触式流体力学测速手段。它通过在流场中散布跟踪性好的示踪粒子，利用激光照射切面区域并拍摄连续曝光的粒子图像。通过图像分析，计算粒子位移，进而获取流场切面的二维速度分布信息。

PIV技术有诸多优势：

非接触测量：避免了对流场的干扰，只需观察，无需直接接触。
瞬态测量：能够瞬间捕捉某一时刻的整个流场，且既可测平均速度，又可测瞬时速度。
高精度和大范围测速：精度可达千分之一，适用于验证高速及超音速流场，测量范围广泛。

PIV的应用领域广泛，包括微尺度流动研究、风洞测试、水流测量、环境研究、生物医学和湍流研究，甚至用于CFD模型的实验验证。

PIV测试过程包括激光照射、粒子图像采集、图像数字化处理，通过自相关或互相关原理计算得出速度场分布。

在选择激光器时，有以下几种类型：

连续激光器，适合低速流动，配合高速相机，成本较低。
单脉冲激光器，可调节脉冲间隔，适用于从低速到高速的全范围测量，包括非定常流动。
双脉冲激光器，如长春新产业的产品，提供一体化设计，频率可调，能精确控制脉冲间隔，适应各种测速需求。

激光器的能量选择需兼顾曝光充分和测量精度，过高或过低的能量都可能影响测量效果。