两相流二维高频PIV系统研发

项目名称： 两相流二维高频PIV系统研发

项目编号： No.51127006

项目类型： 专项基金项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 水利科学与海洋工程学科

项目作者： 王兴奎

作者单位： 清华大学

项目金额： 250万元

中文摘要： PIV测速是实验流体力学研究的重要手段，具有测量精度和采样频率高、不干扰流场等优势。本项目将研发一套二相流二维高频PIV系统，采用分辨率1280X1024的CMOS摄像机、采样频率1500帧/秒、感光度20000ISO，配f1.0光圈的镜头增加摄像机的进光率，改进摄像机接口以减少图像的畸变；研究连续激光片光源的光路，将扇形片光源汇聚成厚度为1mm的矩形光源，使可用能量提高10倍；论证摄像机曝光时间、光圈大小、感光度、片光源强度、图像噪声等参数与图像质量的相互关系，在不同的水流条件下试验选择各参数的最优组合。建造整体误差小于0.2mm的高精度实验水槽，以利于与经典的成果对比，论证开发PIV系统的可靠性；研制多功能测架，保证空间流速场测量的精确定位；自主开发专业软件，包括图像预处理、流场并行计算和紊动统计参数及相干结构的分析软件。研发系统的整体性能优于现进口的同类民用产品，价格为其80%。

中文关键词： 两相流；PIV；高频采样；片光源；软件系统

英文摘要：

英文关键词： two phase flow；PIV；high sampling frequency；sheet light；sofeware for PIV