利用“层析PIV重构技术”研究复杂流场结构

3经典实验>>>>>

因气液相变导致热量的释放或吸收，进而会影响两相流的温度和压力，故气液两相流是典型的非定常流动现象。对气液两相流的研究有助于理解复杂流场现象。

4实验设备与实验过程>>>>>

实验设备>>>

一套层析PIV实验设备通常由高能激光器，体光源透镜组，千眼狼PIV双帧高速摄像机×4台，同步控制器，立体标定板，RFlow3D3C软件等构成。

实验过程>>>

第一步搭建高能体激光照明，利用体光源透镜组将高能激光器发射的激光束拓展为体光源，照亮待测三维空间中的示踪粒子。

第二步搭建层析图像采集系统，使用4台高速摄像机从不同角度对准待测区域，如下图，对焦直至粒子图像清晰，同时4台高速摄像机均与同步控制器连接，以相同时序采集图像。

第三步进行层析图像采集系统标定，通过多相机采集多组标定板图像，用于物像空间的投影模型标定。为提高层析PIV测量精度，拍摄粒子图像进行立体自标定，如下图。

第四步利用RFlow软件进行多视角图像重构，使用层析图像采集系统拍摄不同时刻粒子图像，输入其中一组，利用MART方法，对三维粒子重构，得到一个时刻的三维空间粒子分布，如下图。

第五步利用RFlow软件进行三维速度场、涡结构等后续分析。

5实验结果>>>>>

层析PIV图像采集系统1号位高速摄像机采集的气液两相流图像↓↓↓

气泡周围三维流场↓↓↓

气泡周围流场速度等值面分布↓↓↓

气泡周围流场采用Q准则计算的涡结构↓↓↓

6应用展望>>>>>

层析PIV重构技术作为一种先进的光学测量技术，是湍流、多涡系干扰等三维非定常复杂流场的有效测量手段。千眼狼层析PIV系统具有高时空分辨率、高重构精度的特点，适用于航空航天、船舶工程、汽车工程等气、水动力学研究领域，助力工程师们不断提高设计性能。