1. Forschungs hintergrund
Im neuen Entwurfs-und Optimierung prozess von Flugzeugen, Schiffen, Automobilen und anderen Trägern muss das Phänomen des instationären Flusses über die Überschall geschwindigkeit untersucht werden. Unter der Wechsel wirkung von Scher schicht, Wirbel und Stoßwelle ist das Phänomen der instationären Strömung normaler weise sehr komplex, und die traditionelle zwei dimensionale Ebenen messtechnik 2 D2C kann die Änderungs regel und die strukturellen Eigenschaften des komplexen Strömungs feldes nicht vollständig verstehen.
2. Technische Einführung
Die Tomo-PIV-Technologie kombiniert traditionelle PIV-Technologie mit Rekonstruktion stech niken. Basierend auf der multi plikativen algebraischen Methode werden drei dimensionale Kreuz korrelation berechnungen für Partikel verteilungen durchgeführt, die in zwei benachbarten Zeit momenten rekonstruiert wurden. wodurch Vollfeld geschwindigkeit messungen des drei dimensionalen räumlichen Strömungs feldes erreicht werden.
3. Experiment
Aufgrund der Freisetzung oder Absorption von Wärme, die durch eine Änderung der Gas-Flüssig-Phase verursacht wird, werden die Temperatur und der Druck der Zwei phasen strömung beeinflusst. Daher ist die Gas-Flüssig-Zwei phasen strömung ein typisches Phänomen der instationären Strömung. Die Untersuchung der Gas-Flüssig-Zwei phasen strömung hilft, komplexe Strömungs phänomene zu verstehen.
4. Ausrüstung und Prozess
Ausrüstung
Ein Satz von Tomo-PIV-Versuchs geräten besteht typischer weise aus einem Hoch energie laser, einer Volumen linsen gruppe, vier Revealer PIV-Dual-Frame-Hoch geschwindigkeit kameras und einem synchronen Controller. eine Stereo-Kalibrierung platine und RFlow 3D3C Software usw.
Prozess
Erster Schritt-Aufbau eines Laser-Beleuchtungs systems mit hohem Energie volumen, bei dem die Volumen linsen gruppe verwendet wird, um den vom Hoch energie laser emittierten Laserstrahl zu einer volumet rischen Lichtquelle auszudehnen. Beleuchtung der Tracer partikel im zu messenden drei dimensionalen Raum.
Zweiter Schritt-Einrichtung eines schicht aufgelösten Bilder fassung systems. Vier Hoch geschwindigkeit kameras werden verwendet, um das Gebiet aus verschiedenen Winkeln anzu visieren, wie in der folgenden Abbildung gezeigt. Konzentrieren Sie sich, bis die Partikel bilder klar sind. Alle vier Hoch geschwindigkeit kameras sind an einen synchronen Controller anges ch lossen, um Bilder gleichzeitig mit derselben Zeit sequenz aufzunehmen.
Dritter Schritt-Kalibrieren Sie das schicht aufgelöste Bilder fassung system. Durch die Erfassung mehrerer Sätze von Kalibrierung platine bildern mit mehreren Kameras wird das Projektions modell für das Objekt und den Bildraum kalibriert. Um die Mess genauigkeit von Tomo-PIV zu verbessern, wird eine Stereo-Selbst kalibrierung für Partikel bilder durchgeführt, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Vierter Schritt-Verwenden Sie die RFlow-Software für die Bild rekonstruktion mit mehreren Ansichten. Das schicht aufgelöste Bilder fassung system erfasst Partikel bilder zu unterschied lichen Zeitpunkten. Ein Satz dieser Bilder wird eingegeben, und die MART-Methode wird verwendet, um die drei dimensionalen Teilchen zu rekonstruieren und eine drei dimensionale räumliche Partikel verteilung zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erhalten. wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Fünfter Schritt-Verwenden Sie die RFlow-Software für die anschließende Analyse des drei dimensionalen Geschwindigkeit feldes und der Wirbels trukturen.
5. Ergebnisse
Tomo-PIV-Bilder fassung system: Die Hoch geschwindigkeit kamera 1 erfasst Bilder des Gas-Flüssigkeits-Zwei phasen flusses.
Drei dimensionales Strömungs feld um die Blase.
Verteilung der Geschwindigkeit iso flächen um die Blase.
Vortex-Strukturen um die Blase, berechnet nach dem Q-Kriterium.
6. Anwendungs aussichten
Die Tomo-PIV-Rekonstruktion stech no logie als fortschritt liche optische Messtechnik ist ein effektives Instrument zur Messung drei dimensionaler instationärer komplexer Strömungs felder wie Turbulenzen und Multi-Wirbel-Interferenzen. Das Revealer Tomo-PIV-System verfügt über eine hohe räumlich zeitliche Auflösung und eine genaue Rekonstruktion, wodurch es für Aerodynamik, Hydrodynamik und andere Forschungs bereiche in den Bereichen Luft-und Raumfahrt, Schiffs technik und Automobil technik geeignet ist. Diese Technologie hilft Ingenieuren, die Design leistung kontinuierlich zu verbessern.
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