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1、第36卷第10期上海交通大学学报Vol.36No.102002年10月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYOct.2002文章编号:100622467(2002)1021404204LDVöPIV全场速度测量的误差分析刘应征,罗次申,陈汉平(上海交通大学机械与动力工程学院,上海200030)摘要:针对激光多普勒测速和激光粒子图像速度场测量的实验结果误差,提出了一种基于不可压缩流连续性的全场综合误差分析方法.通过对轴对称旋转流动全场实验测量结果的误差分析发现,其实际全场测速综合误差虽然
2、都小于4%,但比仪器厂商所给出的理想环境下的系统误差大得多.关键词:全场测速;误差分析;系统误差;激光多普勒测速;粒子图像速度场中图分类号:TB937文献标识码:AErrorAnalysisoftheWholeFieldVelocityMeasurementResultsviaLDVöPIVLIUYing2zheng,LUOCi2shen,CHENHan2ping(SchoolofMechanicalandPowerEng.,ShanghaiJiaotongUniv.,Shanghai200030,China)Abs
3、tract:Themainobjectiveofthispaperisanerroranalysisofthewholefieldvelocitymeasurementre2sultsbymeansofLaserDopplerVelocimetry(LDV)andParticleImageVelocimetry(PIV).Asnon2invasiveopticsmethodswithadvantagesofhighmeasurementprecisionandeasyoperation,thesetwomea2sur
4、ementtechniquesarenowpopularinexperimentalfluidmechanics.Theknowledgeofthetotalmea2surementerrorsisespeciallyimportantfortheconplicatedflowproblems.Thecommonanalysismethodsofthesystemerrorswerepresented.Toobtainthetotalerrors,anewvelocityfieldanalysismethodbase
5、donthecontinuumfeatureofincompressibleflowwasintroduced.Experimentalresultsoftheaxisymmetricrotatingflowwereanalyzed.Itisfoundthatthetotalerrorsourceislessthan4%forthebothtechniques,butmuchhigherthanthesystemerrorsprovidedbythemanufacturers.Keywords:wholefieldm
6、easurement;erroranalysis;systemerror;laserDopplervelocimetry(LDV);particleimagevelocimetry(PIV)流动速度测量技术本身就是随着速度测量的需光多普勒测速技术(LaserDopplerVelocimetry,要逐步发展成熟的.虽然,目前最常见的流动测量仍LDV)和粒子图像速度场测量技术(ParticleImage大多采用皮托管或者热线(热膜)等技术,但对于复Velocimetry,PIV)等非接触测量先进手段逐步得到杂的流动现象以
7、及其他流动问题的基础性研究而了广泛应用.言,这些接触式测量由于容易干扰流场,给实验结果虽然LDV和PIV这两种技术在比较理想的环带来许多误差.因此,在一些研究性流动实验中,激境下速度测量精度很高.但在实际实验中,影响因素很多而且复杂,不同实验中各因素的影响程度也不收稿日期:2001209219同,实验测量结果本身也带有统计分析的特征.为了作者简介:刘应征(19722),男,湖南益阳人,博士,副教授,研究提高测量结果的准确性和可信度,必须对产生误差方向为旋转流动和微流体力学.的各种原因进行分析,对误差进行估算.对于复杂
8、的第10期刘应征,等:LDVöPIV全场速度测量的误差分析1405流动现象来说,流场测量结果的实验误差分析尤为CCD拍摄到的像片中,示踪粒子以黑暗背景下一定重要.本文介绍了这两种测速仪器的常用系统误差大小的亮点表现出来的.在PIV相关分析处理软件分析方法,并提出了一种基于不可压缩流连续性的中,一般将CCD像片划分成许多方形小区域,即查全场综合误
