基于PIV Challenge国际挑战赛测试案例检验RFlow软件性能(第I期)

序 PIV Challenge国际挑战赛简介

PIV Challenge（粒子图像测速挑战）是一项实验流体力学领域的国际性竞赛活动，旨在评估和展示粒子图像测速技术最新发展水平。

PIV Challenge包括一系列的测试案例，用来挑战和展示PIV在不同条件下的性能，如空间分辨率、时间分辨率、动态范围、测量精度等。参与者需要对提供的图像数据进行分析，提供测量结果供组织者评估，确定不同PIV算法和硬件配置的优势及局限。

工程师们为检验自研千眼狼流场测量软件RFlow算法性能，基于PIV Challenge经典测试案例，进行一系列测试。

第一届PIV挑战赛

任务回顾：挑战PIV图像评估和后处理算法

测试案例1：强涡流，分辨率1280×1024

图1 强涡流实验图像

图2 强涡流局部放大图

计算方法：经典PIV单通道，窗口128×128, 重叠率50%

计算结果：从局部区域放大图可以看出，涡的中心区域无粒子运动，按照互相关计算原理，涡中心应无异常矢量，计算结果符合理论。

图3 强涡流计算结果图

测试案例2：5组不同粒子浓度(paticle per pixel)、直径(pixel)的仿真涡流图像，每组2帧，分辨率512×512。

计算方法：经典PIV单通道，窗口32×32, 重叠率50%

计算结果：涡的外围区域，计算正常，涡的中心区域平滑，无异常矢量 

图5 仿真涡流计算结果

测试案例3：包含噪声和过曝区域的实验图像，分辨率1000×512

图6 含噪声和过曝区域的实验图像

计算方法：经典PIV单通道，窗口32×32, 重叠率50%

计算结果：过曝区域，噪声得到明显抑制，无异常矢量。噪声未对RFlow软件的互相关计算造成干扰。

图7 含噪声和过曝区域的计算结果

验证结论：千眼狼RFlow软件可有效捕捉涡流特征，减少无旋涡区域异常矢量，抑制过曝区域的异常矢量，展现了应对复杂流场的处理能力，保证了测量结果的稳定与准确。

附 千眼狼流场测量软件RFlow简介

软件由中国科学技术大学博士团队依托千眼狼PIV流体测量分析重点实验室（风洞、水洞实验室）自主研发的一款以算法为核心的图像测量分析软件，满足多种粒子图像测速应用场景，包括2D2C、2D3C、3D3C、micro-PIV、教学PIV等。

软件主要功能包括粒子图像数据采集、图像预处理、标定、图像实时处理、计算及计算后处理、统计分析与可视化呈现等功能模块，并支持实验基础信息自动记录，实验结果以报告形式一键呈现等功能。

图8软件可视化分析结果示意图

图9 千眼狼PIV流体测量分析重点实验室

风洞实验室>>>直流吸式风洞设计，实验段尺寸0.25m×0.25m×0.7m，设计风速范围4~50m/s，湍流度0.7%，应用于建筑物载荷及流场特性研究，风力机气动特性研究，大气边界层特性研究等。

水洞实验室>>>立式动力循环设计，实验段尺寸1.2m×0.3m×0.3m，设计流速范围0.1m/s~5m/s，具备变频调速功能，应用于水动力学中的可视化实验，研究低雷诺数下水的空化、水的弹性、湍流尾流、流体机械等水流体力学现象。免费预约二维码↓↓↓

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