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用于层析粒子图像测速的模拟粒子场成像

张小航 曾波 李少甫 刘艺

张小航, 曾波, 李少甫, 等. 用于层析粒子图像测速的模拟粒子场成像[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 114003. doi: 10.11884/HPLPB201830.180117
引用本文: 张小航, 曾波, 李少甫, 等. 用于层析粒子图像测速的模拟粒子场成像[J]. 强激光与粒子束, 2018, 30: 114003. doi: 10.11884/HPLPB201830.180117
Zhang Xiaohang, Ceng Bo, Li Shaofu, et al. Simulated particle field imaging for tomography particle image velocimetry[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 114003. doi: 10.11884/HPLPB201830.180117
Citation: Zhang Xiaohang, Ceng Bo, Li Shaofu, et al. Simulated particle field imaging for tomography particle image velocimetry[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2018, 30: 114003. doi: 10.11884/HPLPB201830.180117

用于层析粒子图像测速的模拟粒子场成像

doi: 10.11884/HPLPB201830.180117
基金项目: 

气动噪声控制重点实验室开放项目 ANCL20170304

四川省科技计划项目 2017JY0050

详细信息
    作者简介:

    张小航(1993—), 男,硕士研究生,从事层析PIV方面的研究; 18144266559@163.com

    通讯作者:

    曾波(1981—), 男,博士,从事CT理论方法的研究; 18030949550@163.com

  • 中图分类号: O355

Simulated particle field imaging for tomography particle image velocimetry

  • 摘要: 对层析粒子图像测速(PIV)技术中示踪粒子成像部分进行理论分析,并结合真实风洞的相应参数,通过搭建模拟粒子成像平台的方法来进行研究。设计了一套体积为80 mm×100 mm×100 mm的激光照明系统,以提供粒子场的入射光强。建立了示踪粒子的三维成像模型,从而得到层析PIV系统的模拟图像。分析了影响PIV系统成像质量的相关因素。在单像素粒子数为0.007 7的情况下,通过真实粒子图像和模拟粒子图像比较,验证了该方法的正确性。
  • 图  1  示踪粒子成像原理图

    Figure  1.  Schematic of tracer particle imaging

    图  2  激光照明系统Lighttools模拟及结果分析

    Figure  2.  Lighttools simulation and result analysis of laser illumination system

    图  3  米氏散射强度随散射角度的分布

    Figure  3.  Distribution of Mie scattering intensity with scattering angle

    图  4  单粒子成像物理过程

    Figure  4.  Single-particle imaging physics

    图  5  单粒子像平面归一化分布图

    Figure  5.  Normalized intensity distribution images of single particle

    图  6  四个相机的多粒子归一化模拟图像

    Figure  6.  Normalized analog multi-particle image of four cameras

    图  7  CCD1模拟多粒子图像分析

    Figure  7.  Analysis of CCD1 by simulated multi-particle image

    图  8  模拟粒子图像和真实粒子图像对比分析

    Figure  8.  Comparison between simulated particle images and real particle images

  • [1] Kim S K, Chung S K. An investigation on airflow in disordered nasal cavity and its corrected models by Tomo-PIV[J]. Measurement Science & Technology, 2004, 15(15): 1090-1096.
    [2] Elsinga G E, Scarano F, Wieneke B, et al. Tomographic particle image velocimetry[J]. Experiments in Fluids, 2006, 41(6): 933-947. doi: 10.1007/s00348-006-0212-z
    [3] Scarano F. Tomo-PIV: Principles and practice[J]. Measurement Science & Technology, 2013, 24: 012001.
    [4] 赵宇. PIV测试中示踪粒子性能的研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2004: 10-12.

    Zhao Yu. Study on properties of tracer particles in PIV test. Dalian: Dalian University of Science and Technology, 2004: 10-12
    [5] 高琪, 王洪平. 层析PIV技术及其合成射流测量[J]. 中国科学: 技术科学, 2013(7): 106-113. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JEXK201307017.htm

    Gao Qi, Wang Hongping. Tomo-PIV technology and its synthetic jet measurement. Chinese Science: Technical Science, 2013(7): 106-113 https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JEXK201307017.htm
    [6] 张芬. Tomo-PIV的立体照明技术研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2017: 18-26.

    Zhang Fen. Research on stereo lighting technology of Tomo-PIV. Nanjing: Nanjing University of Science and Technology, 2017: 18-26)
    [7] Goodman J W, Cox M E. Introduction to Fourier optics[M]. New York: McGraw-Hill, 1968: 128-132.
    [8] Adrian R J, Yao C S. Pulsed laser technique application to liquid and gaseous flows and the scattering power of seed materials[J]. Applied Optics, 1985, 24(1): 44-52. doi: 10.1364/AO.24.000044
    [9] Adrian R J, Yao C S. Power spectra of fluid velocities measured by laser Doppler velocimetry[J]. Experiments in Fluids, 1986, 5(1): 17-28. doi: 10.1007/BF00272419
    [10] Novara M, Scarano F. Performances of motion tracking enhanced Tomo-PIV on turbulent shear flows[J]. Experiments in Fluids, 2012, 52(4): 1027-1041. doi: 10.1007/s00348-011-1187-y
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-23
  • 修回日期:  2018-08-14
  • 刊出日期:  2018-11-15

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