松弛迭代粒子追踪测速法独立性改进

为了提高提取瞬态流场结构的便捷性,对松弛迭代粒子追踪测速法(RM-PTV)的独立性进行了改进.引入Delaunay三角剖分(DT)法代替固定阈值法来选取与目标粒子保持相似运动的参选粒子并对典型自定义流场进行了匹配计算,同时引入邻域窗口分析法对改进前后的流场在匹配结果中突兀矢量分布的数量和大小进行了比较.计算结果表明:DT方法可以有效选取目标的参选粒子,改进方法可以较好地保持抗噪音和识别粒子无匹配的能力,省去固定阈值的选取,减小对具体流场的依赖性;当噪音和粒子无匹配存在时,改进前后的流场在匹配结果中突兀矢量分布的数量和大小基本相同.最后,通过实验证明了改进方法在大气边界层内提取沙粒跃移运动轨迹上是有效的.     

DT-PTV离散相伪矢量的概率择优式剔除算法

提出一种基于三角嵌铺的粒子追踪测速(DT-PTV)算法的剔除离散相伪矢量新方法-概率择优式剔除法,引入了剔除冗余匹配的计算模块和扩大匹配信息量的"反算"概念,基于DT-PTV的"DT三角-粒子双层匹配"特性以及上述模块的多种组合,总结出适用于离散相流场的去伪多途径运算.通过对若干自定义流场进行多途径去伪并比较匹配准确率后得出,DT三角层面的信息最大化积累至粒子层面的最优选择是适用于DT-PTV离散流场测速的最有效去伪途径,在随机粒子场较低空间率(187.215)时用"三角层面有反算但无模块运算+粒子层面择优"途径计算,仍然能保持92%左右的匹配准确率,故将此途径命名为概率择优式剔除法.利用DT-PTV结合概率择优式剔除进行大气边界层风洞中的跃移层测速以及单颗跃移轨迹的提取,结果良好.     

两相流稀相微粒速度场测量技术研究

通过引入粒子计数法，对基于二进制图像分析算法(BICC)的粒子图像速度场仪(PIV)的粒子图像跟踪技术进行了改进。数值模拟了3个典型的两相流稀相微粒流场，即等线速度旋转流场、旋涡流场和两个相向运动的射流汇合流场，并把改进后的微粒跟踪技术用于模拟流场中粒子对的识别研究。结果表明：改进后的方法能很好地识别与跟踪粒子对，计算速度快，准确率高达97％，适用于两相流稀相微粒速度场的测量；随着粒子对数目的增大，相关系数降低；随着粒子半径的减小，相关系数分布渐趋陡峭；最佳粒子对数目为8～12，最佳粒子图像半径为3～8像素。     

基于光流法的粒子图像测速

以对粒子图像测速为目标,使用光流场针对数字图像建立整体光流模型,计算出粒子图像各像素点的速度场。对比不同粒子条件下的速度场从而获得符合光流法测试的粒子图像。采用了基于微分方程的Lucsa-kanade光流场计算方法,对流场显示进行定量化测速,实现对了流场的瞬态测量。光流法应用于粒子图像测速技术中,可用于速度场计算,也可用于修正原有的互相关算法得到的错误矢量。     

利用沃罗诺伊划分的粒子追踪测速算法及其在大速度梯度流场中的应用

为了克服传统粒子追踪测速(PTV)算法在应对大速度梯度流场时的不足以及预设参数过多的问题,基于沃罗诺伊划分(Voronoi Diagram)技术,给出了适用于二维及三维复杂流场重构的PTV算法。二维算法利用沃罗诺伊划分将粒子群落转化为多边形网格,然后通过比较多边形特征曲线的相似性来实现前后帧粒子之间的匹配;三维算法则是利用沃罗诺伊划分的对偶技术德劳内(Delaunay)网格,将三维空间中的离散粒子群联结为互不重叠的四面体集合,然后引入一种特殊的四面体投票机制,从而将前后帧四面体匹配信息转化为最终的粒子匹配结果。这两种新算法结构简洁,且预设参数均不超过两个,因此拥有较高的用户友好度。通过人工流场的检测,初步表明新的二维算法拥有令人满意的准确率。最后,通过真实的二维脉冲流及三维尾迹流对新算法进行测试,结果表明,在简单设置控制参数的前提下,两种新算法均能准确地重构包含较大速度梯度的流场,具有良好的实用性。     

内燃机燃烧室流场PIV测试中示踪粒子跟随性分析

从紊流理论出发,对处于紊流流场中的示踪粒子进行受力分析,根据粒子图像测速(PIV)中的实际要求与BBO(Basset-Boussinesq-Oseen)方程的不同,建立了紊流流场中示踪粒子的模型;推导出适应内燃机燃烧室流场PIV测试的示踪粒子跟随性计算公式,得出在该买验条件下,示踪粒子直径小于19．2μm时,PIV测试会取得较好结果。     

盐析液固两相流场的PIV测量方法

利用粒子图像速度场仪(particle image velocimetry,以下简称PIV)测量离心泵叶轮内部伴有盐析的液固两相流场.用图像采集卡将CCD相机拍摄的流动图像实时地传输并存储到计算机中,采用自行开发的液固两相流图像处理及分析软件,先把粒子从背景中分离出来,然后通过算法,根据粒径的大小分离出固相和液相两相流的粒子.经过实际测量研究表明,该方法对硬件的依赖小,测量成本低,是一种测量输送含有盐析晶体的液固两相流动的有效方法.     

纳米银粒子-二氧化硅复合颗粒溶胶-凝胶的制备与表征

采用溶胶-凝胶法,成功制备出不同浓度的银-二氧化硅复合颗粒.采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见近红外光谱仪对其形貌、结构及光学吸收特性进行了表征和分析.结果表明,纳米银粒子(15～20 nm) 具有良好的面心立方结构,且均匀分散于二氧化硅颗粒表面.银粒子等离子共振吸收峰位于410 nm,吸收强度随银粒子浓度增加而加强.     

阀体后90°圆形弯管内部流场PIV分析

利用激光粒子图像速度场测试技术对阀体后90°圆截面弯管的内部流场进行测量,分别在不同阀体开度和流速工况下,获取了弯管内大量高分辨率瞬态速度场数据,并对其进行统计分析,以获取相关流场特征,包括时均速度场、流线图谱及涡量场等.结果表明：阀体后弯管流场存在明显的高速区和低速区,并在特定工况下产生涡流;流场特性随着阀门开度、流速以及截面位置的不同而产生较大的变化.     

玻色-爱因斯坦凝聚和影响粒子态密度的因素

本文讨论了在理想（无外势场）情形下,粒子的态密度与粒子运动空间的维度n及对能量的不同依赖关系,并在此基础上,讨论在有外势场的情形下,得出粒子的态密度与粒子运动空间的维度n,以及与外势场的性质之间的关系.