宽视场高频PIV技术在明渠流中的应用

摘要

明渠紊流中的相干结构具有空间尺度大和生存时间长的双重特征,对其进行全貌或全寿命观测超越了现有粒子图像测速(PIV)系统的测量能力.本文通过使用多套常规高频PIV系统的硬件设施,研究粒子图像精准拼接技术,研制了宽视场高频PIV系统.将该系统应用于测量明渠紊流中横向涡的生存时间.结果表明,随着水流雷诺数的增大,横向涡在生存时间内能达到的极限强度越来越大,但水流紊动加剧使强度的增长率和衰减率以更快的速度变大,导致涡的生存时间逐渐缩短.