【硕士论文】粒子图像测速(P工V)技术在河工模型试验中的研究与应用.pdf

《【硕士论文】粒子图像测速(P工V)技术在河工模型试验中的研究与应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、华北水利水电学院硕士学位论文Y93{{62粒子图像测速(P工V)技术在河工模型试验中的研究与应用专业：研究方向导师：研究生：水力学及河流动力学河流模拟研究及应用孙东坡教授王鹏涛华北水利水电学院二零零六年五月华北水利水电学院硕士学位论文粒子图像测速(PIV)技术在河工模型试验中的研究与应用摘要粒子国像测速(ParticleImageVclocime时)技术是近十年来迅速发展起来的瞬态流场测试技术，已经逐渐成为流速场测量的主导方法之一。流速是科研人员进行河工模型试验必须获取的基本物理参数之一。随着计算机技术和图像技术的发展，借

2、助图像分析及其相关技术，PⅣ技术在河工模型试验中成功实现了流场的非接触测量，并得到了快速的发展及广泛地应用。本文紧密围绕粒子图像测速(PⅣ)技术在大型河工模型试验中的应用，对河工模型表面流速场的PIv测量系统的工作原理及系统构成进行了分析阐述，讨论了PIV测量系统在大型河工模型试验中应用的具体实施程序。对一些关键技术：如对CcD摄像头采集的粒子图像进行预处理的方法；多摄像头采集时，单个ccD摄像头采集图像的定位、标定以及多幅采集图像之间的拼接方法；以及粒子图像中流动信息的提取方法等，都进行了详细的讨论。论文紧密结合流体运动

3、的规律，探讨并解决了采集信息中错误数据的判别和剔除；根据试验量测得到的流速场数据，进一步对流场的重要物理指标：流线、涡度、涡线等进行了分析计算，并且绘制了各种相应流场要素图，对于流场的分析有重要作用。作者在理论分析研究和实际应用的基础上，编制了基于MAⅡ，AB的PIv粒子图像测速软件系统，实现了PIV测量技术的分析计算与前、后处理的集成以及测量结果的可视化。作者在多个科研生产课题的大型河工模型试验中，成功地运用了PIv测量技术，对模拟河段的洪水流速场、洪水河势、局部流场都进行了准确测量。同时又将流速分布矢量图叠加在相应的模

4、型图片上，使得流场信息与图像信息有机的结合在一起，所反映的洪水流速场及洪水河势不但准确完善而且形象直观。在完成的几项河工模型试验任务中，利用PⅣ测量技术及数据处理系统进行测量和分析，对河床演变分析与河道整治工程规划都有重要参考价值，并利用分析成果对部分工程设计方案进行了修改优化，取得了很好的实际应用效果。关键词：粒子图像测速，PⅣ，河工模型试验，MATLAB，互相关算法牛北水利水电学院硕十学位论文THESTUDYANDAPPLICATIoNoFn▲RTICLEIMAGEVELoClMRTRYlNLARGE．SCALEFLo

5、WPHYSICALMoDELABSTRACTT1letechn0109yofParticleImagevelocim哪hasbeenr印idlydevelopedinthepastdecade，whichisbecomingoneofthedominantmethodsformeasuringtheVelocityinf．o咖ationofexperimentalhydrodynamics．TheVelocityinformationinthenuidisthebasicparameteracquiredinthehydm

6、ulicexperiments．WitllthehelpofimagepmcessingaIldcorrespondingtechnlque，someinstmmentsusedinthehydfaulicexperimentscallbeimplememedint11enon—intmsiveway，andhavebeenwelldevelopedaIldapplied．TheautllorhasmainlydiscussedtlleapplicationofPIViIlthelarge—scalenowphysical

7、model，andtheprincipleofPIVsysteminthemodel-SomeimportantproblemshaVebeenamplyanalyzed，suchastllemethodsofparticleimagepr印rocessing，compositeofseVeralimagesandrebuildingofflowvector-gr印hinlarge—scaleflowfield，thecalculationalmethodsofvelocity—Vectors．Theauthorhasdi

8、scussedthecorrectingmemodsoftheinaccuratevelocitydatum，andthecalculationalmet}lodsofstreamlines。vorticitvbasedon廿ledatum．Basedontheaboveresearchand印plic