DDPIV的介绍及其特点,和其他测量方法的对比

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1、1.关于DDPIV技术应用于空化流场的测试研究一．什么是DDPIV技术，DDPIV技术的特点和优势是什么…二．DDPIV技术具体怎么应用，具体的步骤是什么，怎样去试验…三．空化的产生机理，以及怎样在文丘里管内产生空化…四．怎样用DDPIV技术拍摄文丘里管内的空化现象…PIV（粒子图像测速）技术有：laserspecklevelocimetry激光散斑技术（LSV）(Meynart1983)Planarlaserinducedfluorescence平面激光诱发荧光技术（Gharibetal1985）Nuclearmagneticresonance核磁共振(Lee

2、etal1987)moleculartaggingvelocimetry分子标定测速（Milesel1989）hotwireanemometryandlaserDoppleranemometry热线风力测定和激光多普勒测速)PIV技术在单点测量方面最大的优势（如hotwireanemometryandlaserDoppleranemometry）：能够提供全场的，非侵入式的和部分的高精度的测量平面速度向量场（Adrian1986）在粒子测速时候：高的粒子浓度用（SLV）技术低浓度用particaltrackingvelocimetry(PTV)技术介于两者浓度之

3、间的用PIV技术图像测速的发展从：高精度的照片到用CCD进行数字的记录但是上面的PIV技术还都只集中在面域，高速流动的湍流，和不稳定流动的完整性不能被全部获取，为了解决这样的问题才要将PIV的范围应用到三维的领域。三维PIV的应用时借助灵巧设计的装置：Angular用角度测量的(GauthierandRiethmuller1988)Translational平移测量的(PrasadandAdrian1993)Singlecamerasetup单相机装置(Reeseetal1995)in-line同轴测量(Grantetal1995)multilayer多方向的测

4、量(Raffeletal1996,Abeetal1998)scanning(Br¨ucker1997)multiplane(K¨ahlerandKompenhans2000)三维技术介绍：现有的三维技术都很少用到，主要是因为这些技术没有和有限的空间和精度结合起来。Holographictechniques，HPIV全息技术：很有潜力，但光学装置本身很敏感，且对环境很敏感。从记录的全息信息对三维场进行光学重建需要一个显微技术，PIV或者PTV，需要显微摄影将全息信息读出来,Katzetal(1983)首先使用了全息系统对流体进行了研究：使用了显微技术对全息信息进行

5、了扫描，得到了空腔核的数量和尺寸分布。为了降低全息的敏感性并提高效率Zhangetal(1997)，用一个新的配置在一个squreduct内对紊流进行了，他用PIV对全息信息进行了inerrogate。全息的弊端：全息的诊断过程很耗时，且依赖大量的人工观察（尽管有了自动程序）PIV是一个欧拉法的描述，而PTV是一个拉格朗日的范畴，PTV来自传统的流体可视化技术，如streakphotography纹影摄影术和通过三角测量测定的坐标，且是基于单个粒子的轨迹，比如气泡或者悬浮示踪粒子(Sheuetal1982)。粒子轨迹的获得一般需要在下面的特殊情况下：①粒子的浓度

6、要很小以便于识别，否则会很混乱。②位移或者轨迹相比粒子间的平均距离要很小因此如果PTV克服了PIV不能跟踪粒子轨迹的弊端，那么势必要以降低流速场的空间精度为代价。另外由图像获得的坐标需要对相机系统进行详尽的标定。所以，PTV现在处于一个可以实施的阶段并且被广泛的证明了。2.DDPIV技术本身DDPIV是一个时间分辨的，三维体流动测量技术。这里先介绍一下这个技术的概况，这个技术的精华就是使用：粒子在焦平面上成像和非焦平面上成像的不同来反推断粒子的距离（现在我们可以确定的说：referenceplane就是焦平面）。例如，如果一个图像系统设置为焦平面到成像器上的孔的

7、距离为L，也就是说在距离为L处刚好成像在CCD上，那么比焦平面距离近的物体成像就会成在成像平面的之后。借助三孔的装置，在对上面的各种PIV技术进行了介绍以后，下面就引出了DDPIV技术，这个技术的基础是来自一个早期的由WillertandGharib(1992)建立的工作，这是一个新的对3D流场的测量方法。诊断区域是在一个体积内，在这个体积内，流体粒子（maker）的3D坐标在进行流体分析前就被决定了。然而，不同于PTV或者stereo-based方法，DDPIV只有一个唯一的光轴，它是基于粒子图像的模型匹配而不是而不是粒子图像的立体匹配。另外一个不同体现在粒子

8、位移的统计评价，在DDP