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粒子图像速度场仪的特点及其在室内气流流场测试中的应用
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【暖通论文】摘要：介绍了粒子图像速度场仪（PIV）的特点，结合在水流流场中的实际应用，为CFD实验研究提供了验证的依据。CFD的研究大多采用商用软件和自编程序进行模拟实验,其存在着模型精度及边界条件较难控制，计算结果的准确性难预测等问题，相反通过实验验证的CFD研究较少，通过流场测定精密仪器的使用，为室内气流流动数值仿真实验验证提供了条件，对室内气流研究具有重要意义。
关键词：PIV特点 应用 CFD 验证
1 引言
计算流体力学(CFD)的飞速发展，使其对很多流动状况进行数值模拟，而CFD的研究大多采用商用软件和自编程序进行模拟实验[1]，其存在着模型精度及边界条件较难控制，计算结果的准确性难预测等问题，相反通过实验验证的CFD研究较少，为此我校建立了标准气流室，并先后引进了热线热膜风速仪（HWFA）[2]和粒子图像速度场仪（PIV），通过上述流场测定精密仪器的使用，为室内气流流动数值仿真实验验证提供了条件，对室内气流研究具有重要意义。本文将介绍PIV的特点及应用。
2 PIV的原理及特点
原理：由脉冲激光源通过柱面镜和球面镜形成的片光源，照亮流场中的一个很薄的（约2mm厚）流场层片；在与片光源相垂直方向的CCD或照相机摄下了流场层片中的流动粒子的图像；然后把图像数字化送入计算机，利用自相关或互相关原理进行图像处理,PIV光路系统图和原理图见图1、图2。
图1 PIV光路 系统图2 PIV原理
Fig.1
Light system of
PIV
Fig.2 Theprinciple of PIV
其特点[3]如下：
（1）PIV能对多种瞬态流场进行测试。比如燃烧火焰场，内燃机，自然对流，火箭发射，尾部流场，火炮发射口流场等等都是典型的瞬态流场。
（2）PIV能测量流动的空间结构。通常只有在同一时刻记录下整个信息场时才能看到空间结构的。如在高湍流流动中，采用整体平均的数据不适合于保持流动中不断改变
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