用三维PIV技术研究压气机转子尖部的非定常复杂流动

在大型低速压气机实验台上,基于现有粒子图象测速（PIV）系统,发展适用于多级叶轮机械转子内非定常流场测量的三维PIV技术,对转子尖部的非定常复杂流动瞬态速度场进行详细测量,研究其各种旋涡结构、生成演化机制、相互作用、湍流的形成机制、对损失的贡献及对失速的影响。为内流研究提供先进实验手段,并为数值模拟和湍流模型提供新的基本实验数据。     

小功率激光器在流动图像测速系统中的应用

将低功率激光器应用于ＰＩＶ测速系统,首次采用微光像增强技术解决光源照度问题。设计了数字可调步脉冲光照系统以产生特殊序列脉冲光源。对垂直水口旋旋涡流场的测量表明,本文的方法是可行的。     

用“二级中断”法自动测量物体的运动速度

利用ＴＳＣ－５１／９８Ⅱ（单片机实验及开发系统）上的电路资源和自行设计的光电转换电路进行组合设计,真实地构造了一个自动测速装置,该装置在自编程序控制下工作,当运动物体经过该装置时,其速度被自动测出,速度值由装置上的数码管显示出来,本测速方法的特点在于结合“８０３１”中断系统的硬件特点,有效地设置了“二级中断”从而使问题得以解决。     

深井泵泵内流场的实验研究

应用粒子成像测速（ＰＩＶ）技术对深井泵泵内流场进行了研究,分析了流场对泵阀运动规律的影响以及泵内结构对流场的影响。根据实验结果,建议对混相流深井泵采用偏心球形阀球;对于流道狭小的深井泵采用滴形球阀;对含砂的抽油井所用深井泵,则采用嵌有密封胶皮的锥形阀球。在保证最大过流面积的条件下,阀球罩的断面形状应该尽量采用流线型,以减小过流阻力。应考虑将柱塞的吸入口设计成流线型或喇叭口型,以降低其吸入阻力。在保证柱塞出口有最大过流断面的同时,也应将柱塞出口流道设计成流线型,以此降低柱塞出口处的过流阻力。     

立方形破片对钢靶的穿甲威力研究

利用14.5 mm弹道枪通过六射弹弹道极限法,结合LS-DYNA数值计算法研究了8 g立方形钢破片和3 g、8 g立方形钨合金破片垂直侵彻Q235钢靶板的v50弹道极限速度,并分析了三种类型破片在v50弹道极限速度附近的穿甲机理、穿甲威力等。结果表明,三种破片在侵彻靶板时具有相同的穿甲机理,两种类型的钨合金破片具有良好的穿甲效果。在冲击比动能相差不大的情况下,贯穿5 mm靶时,破片材料的密度是影响穿甲威力的主要因素;而贯穿10 mm靶时,破片的密度和质量共同决定着破片的穿甲威力。     

基于PIV的波浪流动结构演变试验研究

海浪凭借其高速度高能量的特性往往会威胁到近岸地区人们的生命财产安全,通过探究波浪在附着不同结构物的斜坡上爬升传播过程中精细流场的演化过程,有利于探究近岸海浪流动结构演变及成灾机理.利用粒子图像测速技术(PIV)对波浪爬升不同斜坡时的流场信息进行测量,探究了不同形式的结构物对波浪爬坡过程的影响.试验结果表明:波浪经过结构物时,波形会发生变化,速度场紊乱,波浪的爬坡速度减缓;另一方面,随着波浪的爬升,结构物后方会产生若干涡旋结构,涡旋会逐渐扩散.结构物的阻拦会导致波浪能量降低,不同结构物的阻拦效果存在明显差异,结果可为近岸防浪结构物的设计提供参考.     

金属壳雷管径向破片速度计算及测试

研究了金属壳雷管径向破片速度理论最大值的计算方法,根据能量守恒定律和金属壳雷管的基本数据及一些基本假设推导了金属壳雷管径向破片速度变化的计算公式。设计了一套简单易行的测试系统,对金属壳雷管径向破片速度进行了测试,测试结果和理论计算值比较吻合,对误差进行了分析,得出了金属壳雷管径向破片速度随飞行距离变化的规律,这对研究雷管的安全生产具有实际意义。     

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。     

四斜叶桨搅拌槽内部流场PIV试验研究

针对搅拌槽内非牛顿流体混合不均匀问题,基于无接触式粒子图像测速技术(PIV)研究了四斜叶桨带挡板搅拌槽内非牛顿流体流场流动状况.PIV试验采用透明的黄原胶溶液作为非牛顿流体.试验结果表明:搅拌转速的变化不仅改变流场的流型,也改变流场的流速分布、湍动能分布及涡量分布的位置和大小;随着搅拌转速的减小,主循环流和反向小循环流的涡心向上偏移,同时在向上偏移过程中,涡型逐渐减小,电机驱动功率也随着搅拌转速的减小而减小;黄原胶溶液质量分数的增大影响了流场的主循环流的流动范围,使搅拌桨下部区域的流动强度明显减小,同时也导致了整个流场流速降低和流体流动传递距离减小,故高搅拌转速是非常有必要的.     

GNSS浮标导出多普勒速度测波应用研究

高精度的GNSS位置或速度是利用GNSS浮标研究海浪运动规律的关键。基于不同测速模型,GNSS浮标单站原始多普勒、单站导出多普勒速度和PPK载波位置差分速度精度展开对比分析;在此基础上对速度进行积分,提取波面位移,进行功率谱分析得到表面波浪的波高和周期。通过海上数据实测发现,单站导出多普勒相比于单站原始多普勒测速精度更高,以位置差分实测波面位移为参考,单站导出多普勒更能满足波浪观测的精度要求。该方法仅需一台GNSS接收机,不需要架设岸边基站,为GNSS浮标深远海观测应用提供一定的参考。