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弹性管自激振荡的实验研究
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作者 夏振炎 赵紫豪 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第6期610-618,共9页
为研究弹性管自激振荡现象的发生机理与运动规律,以应用到生物医疗等领域,本文通过采用粒子图像测速技术(PIV),进行了104组不同工况的实验测量,包括不同液体、不同流速、不同外部压强等流场条件,得到了各种工况的速度信号和压强信号.采... 为研究弹性管自激振荡现象的发生机理与运动规律,以应用到生物医疗等领域,本文通过采用粒子图像测速技术(PIV),进行了104组不同工况的实验测量,包括不同液体、不同流速、不同外部压强等流场条件,得到了各种工况的速度信号和压强信号.采用流场分析,压强能谱分析,速度能谱和本征正交分解分析的方法,研究了不同条件对自激振荡的影响.通过分析比较,发现各方法结果一致性较好,实验获得了弹性管自激振荡发生参数条件分布图,详细分析了该实验条件下流场发生转捩的运动过程.研究了引发自激振荡前后流场的能谱变化、压强波动和流动结构时空演化规律,讨论了自激振荡各工况流场速度模态分解与重构的运动特征,给出了流场外部条件对自激振荡的影响规律,得出的结论可应用于流固耦合领域以及医疗领域. 展开更多
关键词 自激振荡 粒子图像测速 能谱分析
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柔性太阳电池极限弯曲半径测量方法 被引量:1
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作者 高红鑫 赵寿根 +2 位作者 朱佳林 余亦豪 张振 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第8期2776-2781,共6页
随着空间太阳电池阵从刚性半刚性电池阵向高收纳比、轻量化和低成本的柔性电池阵发展,柔性太阳电池逐渐成为未来空间能源系统的关键元件。然而,柔性太阳电池在弯曲状态下需保持光电转换效率和结构完整性,因此,对其极限弯曲半径的精确测... 随着空间太阳电池阵从刚性半刚性电池阵向高收纳比、轻量化和低成本的柔性电池阵发展,柔性太阳电池逐渐成为未来空间能源系统的关键元件。然而,柔性太阳电池在弯曲状态下需保持光电转换效率和结构完整性,因此,对其极限弯曲半径的精确测量尤为重要。提出一种基于大挠度屈曲理论的柔性太阳电池弯曲半径测试方法,并搭建自动化测试平台。为验证该方法的准确性,将其结果与传统芯轴法进行对比。实验表明,利用大挠度屈曲法测得的极限弯曲半径与芯轴法的结果一致,证明了所提方法的准确性和可靠性,同时,该方法能够实现弯曲半径的连续可调测量,且自动化程度高。研究结果不仅为柔性太阳电池的结构设计提供了精确的力学参数,也为未来柔性电子器件的性能优化提供了参考依据。 展开更多
关键词 柔性太阳电池 极限弯曲半径 大挠度屈曲理论 芯轴法 弯曲半径测量平台
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盐析液固两相流场的PIV测量方法 被引量:19
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作者 杨敏官 刘栋 +1 位作者 顾海飞 李忠 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2007年第4期324-327,共4页
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... 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. 展开更多
关键词 液固两相流 粒子图像速度场仪 图像处理 盐析 离心泵
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基于法布里-珀罗干涉仪的瑞利散射测速技术研究 被引量:10
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作者 陈力 杨富荣 +3 位作者 苏铁 鲍伟义 齐新华 陈爽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期201-204,共4页
基于法布里-珀罗干涉仪的干涉瑞利散射测速技术原理,结合种子注入Nd∶YAG脉冲激光器、ICCD相机和高光谱分辨法布里-珀罗干涉仪,建立了一套干涉瑞利散射速度测量系统,系统的速度测量准确度为10m/s.对拉瓦尔喷管产生的超声速自由射流开展... 基于法布里-珀罗干涉仪的干涉瑞利散射测速技术原理,结合种子注入Nd∶YAG脉冲激光器、ICCD相机和高光谱分辨法布里-珀罗干涉仪,建立了一套干涉瑞利散射速度测量系统,系统的速度测量准确度为10m/s.对拉瓦尔喷管产生的超声速自由射流开展干涉瑞利散射速度测量,得到气流的流动速度为366m/s.在不需要外加任何示踪粒子的条件下,利用流场气体分子本身的瑞利散射,实现了对超声速流场速度的非接触测量. 展开更多
关键词 法布里-珀罗干涉仪 瑞利散射 超声速流动 速度 测量
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四喷嘴对置式撞击流的数值模拟 被引量:18
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作者 代正华 刘海峰 +2 位作者 于广锁 龚欣 于遵宏 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第1期65-68,共4页
通过实验测量和数值模拟(Realizableκ-ε湍流模型)相结合的方法研究了四喷嘴对置式撞击流的流场,得到了两者相吻合的结果。模拟结果再现了装置内的分区流动情况;通过对模拟数据分析,计算出了回流比沿装置轴向的分布,发现喷嘴顶部高度... 通过实验测量和数值模拟(Realizableκ-ε湍流模型)相结合的方法研究了四喷嘴对置式撞击流的流场,得到了两者相吻合的结果。模拟结果再现了装置内的分区流动情况;通过对模拟数据分析,计算出了回流比沿装置轴向的分布,发现喷嘴顶部高度和喷口速度的大小对顶部空间的回流比分布影响明显;而喷嘴顶部高度和喷口速度对喷嘴以下空间的回流比分布影响甚小,大约距喷嘴2倍装置直径距离后喷嘴以下空间回流消失。 展开更多
关键词 四喷嘴对置式撞击流 数值模拟 分区流动 回流比 喷口速度
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箔条抛撒运动特性研究 被引量:15
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作者 韩朝 赵国志 +1 位作者 杨志强 牛继涛 《火工品》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期5-8,共4页
通过箔条的地面发射试验,测量了两种不同长度的箔条在不同初速条件下的最远抛撒距离和最大宽度,得到了箔条阻力系数与雷诺数之间的线性关系。试验结果表明:长箔条的阻力系数大于短箔条的阻力系数;当箔条的发射初速增加到一定值后,箔条... 通过箔条的地面发射试验,测量了两种不同长度的箔条在不同初速条件下的最远抛撒距离和最大宽度,得到了箔条阻力系数与雷诺数之间的线性关系。试验结果表明:长箔条的阻力系数大于短箔条的阻力系数;当箔条的发射初速增加到一定值后,箔条的抛撒距离增加的很小。 展开更多
关键词 箔条 特性研究 抛撒 运动 阻力系数 发射试验 线性关系 试验结果 大宽度 雷诺数 距离 初速
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水平井变质量流动压降规律实验研究 被引量:17
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作者 汪志明 肖京男 +1 位作者 王小秋 魏建光 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期26-29,共4页
水平井由于壁面孔眼流体的流入,造成沿水平井筒为流量不断增加的变质量流动。通过室内模拟实验,采用螺旋射孔钢管为实验管材,对壁面孔眼入流对主流压降的影响进行了研究。研究结果表明:随着注入比的增加,管中压降增大;由于入流与主流的... 水平井由于壁面孔眼流体的流入,造成沿水平井筒为流量不断增加的变质量流动。通过室内模拟实验,采用螺旋射孔钢管为实验管材,对壁面孔眼入流对主流压降的影响进行了研究。研究结果表明:随着注入比的增加,管中压降增大;由于入流与主流的掺混,将会造成一定附加压降,该值的大小与加速度压降和注入比两者间的比值成线性关系。考虑不同注入比条件,建立了井筒流动压降新模型,井筒中流动总压降为射孔管摩阻压降与附加压降两者之和,模型计算结果平均相对误差仅为7.5%,精度高于其他理论模型,从而为井筒流动和油藏流动耦合计算提供理论支持。 展开更多
关键词 水平井 射孔完井 变质量流动 压力梯度
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微型飞行器测量天平设计与风洞试验 被引量:11
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作者 解亚军 叶正寅 +2 位作者 白静 惠增宏 郗忠祥 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期23-26,48,共5页
用三梁式、四梁式结构分别设计了用于测量微型飞行器气动性能的单分量、二分量和三分量应变天平4台。通过天平的地面静态校准给出了每台天平的使用公式,在专门设计建造的微型飞行器实验装置中,用软模型、硬模型、翼型进行了模型静态气... 用三梁式、四梁式结构分别设计了用于测量微型飞行器气动性能的单分量、二分量和三分量应变天平4台。通过天平的地面静态校准给出了每台天平的使用公式,在专门设计建造的微型飞行器实验装置中,用软模型、硬模型、翼型进行了模型静态气动性能试验,用微型扑翼飞行器进行了单分量和二分量天平动态吹风试验,结果表明,所设计的天平具有较高的精准度和灵敏度,试验曲线光滑连续,实验数据可靠,为微型飞行器的研究提供了非常有效的测量手段。 展开更多
关键词 微型飞行器 应变天平 静态校准 模型试验
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圆柱尾流场的Tomo-PIV测量 被引量:10
9
作者 许相辉 蒋甲利 +2 位作者 牛中国 宁继鹏 刘捷 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期60-64,共5页
层析粒子图像测速(Tomo-PIV)是一种先进的光学测量技术,能够定量获取三维体视流场结构,可作为诸如湍流、多涡系干扰等三维复杂流场的有效测量手段。为了实现该技术在风洞模型测量中的应用,研究了工程应用和数据处理方法。在中航工业气动... 层析粒子图像测速(Tomo-PIV)是一种先进的光学测量技术,能够定量获取三维体视流场结构,可作为诸如湍流、多涡系干扰等三维复杂流场的有效测量手段。为了实现该技术在风洞模型测量中的应用,研究了工程应用和数据处理方法。在中航工业气动院FL-5风洞,选取12mm直径的圆柱体作为试验模型,应用Tomo-PIV技术测量了圆柱三维尾流场,通过解决体光源引入、示踪粒子投放和现场标定等关键技术以及对数据处理方法的研究,成功获得了圆柱体后方典型的三维卡门涡流场。测量区域约95mm×70mm×8.5mm,粒子图像分辨率达到20pixels/mm,包含数万个速度矢量数据,实现了Tomo-PIV的风洞试验验证。 展开更多
关键词 光学测量 Tomo-PIV 圆柱尾流 流场测量 风洞
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气垫船兴波破冰问题的数值计算 被引量:9
10
作者 刘巨斌 张志宏 +1 位作者 张辽远 姚俊 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期91-95,共5页
将求解船舶兴波问题的Rankine源数值计算方法推广应用到水面边界条件为碎冰面、纯冰面和半冰面-半水面等气垫船破冰中不同类型的兴波问题.对不同类型兴波问题采用统一形式的基本方程,通过面元法与有限差分法相结合的方法对方程进行数值... 将求解船舶兴波问题的Rankine源数值计算方法推广应用到水面边界条件为碎冰面、纯冰面和半冰面-半水面等气垫船破冰中不同类型的兴波问题.对不同类型兴波问题采用统一形式的基本方程,通过面元法与有限差分法相结合的方法对方程进行数值离散.重点对气垫船在全冰面、半冰面-半水面上运动时的兴波进行了数值计算,兴波阻力和波形等计算结果与相关文献符合较好. 展开更多
关键词 气垫船 破冰 兴波 边界元法 有限差分法
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双分量压敏涂料技术的应用研究 被引量:8
11
作者 张永存 陈柳生 +7 位作者 马晓光 陈雪原 阎莉 赵文涛 尚金奎 郭法春 邓学蓥 程厚梅 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期485-489,共5页
介绍了压敏涂料技术在实际应用中的一些经验,给出了在飞机机翼表面,压敏涂料技术与常规测压孔技术测量结果的比较得出:国产压敏涂料的性能优于进口产品,可替代进口产品;使用国产双分量压敏涂料的压敏涂料技术可用于型号研制压力测量试验。
关键词 压敏涂料技术 双分量压敏涂料 风洞试验技术 测压试验
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大型水洞中螺旋桨尾流场PIV测试研究 被引量:8
12
作者 李广年 张军 +1 位作者 张国平 陆林章 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期503-508,共6页
以标准桨DTMB-P4119为试验对象,开展了螺旋桨尾流场测试分析。试验捕捉到了清晰的螺旋桨梢涡和尾涡的流动结构以及梢涡、尾涡片在尾流中的演化。分析比较了三种载况下的尾流特征,利用捕捉到的梢涡涡心坐标计算了部分涡线的螺距角。文章... 以标准桨DTMB-P4119为试验对象,开展了螺旋桨尾流场测试分析。试验捕捉到了清晰的螺旋桨梢涡和尾涡的流动结构以及梢涡、尾涡片在尾流中的演化。分析比较了三种载况下的尾流特征,利用捕捉到的梢涡涡心坐标计算了部分涡线的螺距角。文章将测试结果与LDV测试数据进行了比较分析,结果表明,PIV与LDV对微观流动结构的测量取得了比较一致的结果。 展开更多
关键词 螺旋桨 尾涡 梢涡 PIV LDV
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基于剪敏液晶涂层的光学摩阻测量技术研究 被引量:6
13
作者 陈星 毕志献 +2 位作者 宫建 姚大鹏 文帅 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期70-74,共5页
剪切敏感液晶涂层具有对剪切应力敏感的光学特性,液晶涂层的显色不但与所受到的应力大小有关,而且与应力方向有关。在白色光垂直照射下,利用相机拍摄液晶涂层所反射的空间光谱图像,结合标定结果可以获得涂层受到的表面剪切应力矢量分布... 剪切敏感液晶涂层具有对剪切应力敏感的光学特性,液晶涂层的显色不但与所受到的应力大小有关,而且与应力方向有关。在白色光垂直照射下,利用相机拍摄液晶涂层所反射的空间光谱图像,结合标定结果可以获得涂层受到的表面剪切应力矢量分布。基于这样的理论,开展了液晶涂层光学摩阻测量技术研究,包括:液晶材料喷涂工艺研究,搭建相应的测量系统,液晶涂层标定方法研究,表面摩阻测量实验研究等。低速喷流实验定量测量了喷流-平板干扰区表面剪切应力矢量分布。Ma=5的高超声速风洞实验获得了尖前缘平板表面摩阻分布定量测量结果,以此判断了平板边界层的转捩。 展开更多
关键词 液晶涂层 剪切应力 表面摩阻 平板 高超声速
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一种基于光固化快速成型的飞机静弹性风洞试验模型设计方法 被引量:6
14
作者 王超 张征宇 +2 位作者 殷国富 孙岩 朱伟军 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1193-1199,共7页
高速风洞静弹性模型设计和制造是静弹性风洞试验的一个关键。为解决模型设计周期长、制造费用高等问题,提出了一种基于立体光固化快速成型面向高速风洞大展弦比机翼静弹性模型研制方法。基于机翼刚度分布相似参数,采用机翼钢梁骨架和树... 高速风洞静弹性模型设计和制造是静弹性风洞试验的一个关键。为解决模型设计周期长、制造费用高等问题,提出了一种基于立体光固化快速成型面向高速风洞大展弦比机翼静弹性模型研制方法。基于机翼刚度分布相似参数,采用机翼钢梁骨架和树脂蒙皮组合结构,通过优化结构尺寸完成静弹性模型结构设计;使用机械加工和快速成型技术完成模型制造,并通过地面刚度试验对加工模型进行了刚度分布验证。风洞试验结果表明:基于立体光固化成型技术设计和制造的静弹性风洞试验模型工程实用、可行,与传统静弹性模型研制过程相比,具有研制周期短、成本低而且不存在因填充物带来附加刚度的显著优势。 展开更多
关键词 静弹性模型 风洞试验 光固化快速成型 刚度分布 模型设计
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Taylor-Couette流场特性的PIV测量及数值模拟 被引量:10
15
作者 冯俊杰 毛玉红 +2 位作者 叶强 刘任泓 常青 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期67-74,共8页
采用粒子成像速度场仪(PIV)和数值模拟(CFD)对Taylor-Couette流场进行测量,获得各转速下涡流场信息。将同等条件下PIV测量结果与数值模拟结果相联系,对比分析不同旋转雷诺数范围内涡流场中不同径线和中轴线上各向速度的变化特征。... 采用粒子成像速度场仪(PIV)和数值模拟(CFD)对Taylor-Couette流场进行测量,获得各转速下涡流场信息。将同等条件下PIV测量结果与数值模拟结果相联系,对比分析不同旋转雷诺数范围内涡流场中不同径线和中轴线上各向速度的变化特征。结果表明,各种特征存在一定的转速分段范围:在2-7r/min(Re为100-350)时,各向速度特征为层流涡特性,在7-40r/min(Re为350-2000)时,各向速度特征为波状涡特性,在40-60r/min(Re为2000-3000)时,各向速度特征为调制波状涡特性,当转速大于60r/min(Re大于3000)时,各向速度特征为湍流涡特性。根据不同角度获得的各向速度特征对应的内筒转速、旋转雷诺数与流场涡形态的关系,明确分析出特定几何条件下,泰勒涡发生形态转变的旋转雷诺数,以便于深入探究泰勒涡流场的特性,定量分析涡运动形态特征。 展开更多
关键词 Taylor-Couette涡流场 PIV 数值模拟 雷诺数
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微尺度圆管内气体流量的实验测量 被引量:8
16
作者 秦丰华 姚久成 +1 位作者 孙德军 蔡勇 《实验力学》 CSCD 北大核心 2001年第2期119-126,共8页
以氮气和氦气为工作介质 ,研究了微尺度 (=17.6μm,17.9μm)圆管内压力驱动的气体流动 ,测量了在不同进出口压力下的流量 ,并与计算值进行了比较 .结果表明 ,即使对于极低 Mach数 (M=0 .0 0 3~ 0 .0 3)流动 ,其可压缩性仍十分明显 ,... 以氮气和氦气为工作介质 ,研究了微尺度 (=17.6μm,17.9μm)圆管内压力驱动的气体流动 ,测量了在不同进出口压力下的流量 ,并与计算值进行了比较 .结果表明 ,即使对于极低 Mach数 (M=0 .0 0 3~ 0 .0 3)流动 ,其可压缩性仍十分明显 ,它来源于微尺度效应 .在本文的实验参数下 ,Kundsen数范围为 3× 10 -3 ~ 7× 10 -3 ,表面滑移不明显 。 展开更多
关键词 微尺度 圆管道 质量流量 可压缩效应 表面滑移 气体流量 实验测量
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高超声速表面摩擦应力油膜干涉测量技术研究 被引量:9
17
作者 代成果 张长丰 +1 位作者 黄飓 周清展 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期68-71,85,共5页
针对高超声速摩阻测量的需求,将基于表面图像的摩擦应力油膜干涉测量技术(SISF)应用于Φ0.5m常规高超声速风洞。通过平板模型的风洞实验,进行了硬件设备平台研制、模型表面材料、油膜物性参数的影响特性以及干涉图像数据处理方法研究。... 针对高超声速摩阻测量的需求,将基于表面图像的摩擦应力油膜干涉测量技术(SISF)应用于Φ0.5m常规高超声速风洞。通过平板模型的风洞实验,进行了硬件设备平台研制、模型表面材料、油膜物性参数的影响特性以及干涉图像数据处理方法研究。结果表明,建立的SISF硬件设备和技术能够获得清晰的干涉条纹,平板模型表面摩擦应力测量结果与数值模拟结果一致,研制的SISF系统可以可靠地应用于高超声风洞模型表面摩擦应力测量。 展开更多
关键词 摩擦应力 油膜干涉法 高超声速风洞 平板模型 数值计算
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PVDF压力传感器的冲击压电特性研究 被引量:24
18
作者 张安跃 唐志平 郑航 《实验力学》 CSCD 北大核心 2009年第3期244-250,共7页
PVDF薄膜是一种新型的聚合物压电材料。为了研究PVDF薄膜在低压和一维应变下的压电特性,利用立式Hopkinson压杆和一级轻气炮标定了自研制PVDF压力传感器的压电曲线,实验表明该应力传感器频响高,波形稳定,线性度良好,拟合灵敏度系数... PVDF薄膜是一种新型的聚合物压电材料。为了研究PVDF薄膜在低压和一维应变下的压电特性,利用立式Hopkinson压杆和一级轻气炮标定了自研制PVDF压力传感器的压电曲线,实验表明该应力传感器频响高,波形稳定,线性度良好,拟合灵敏度系数K值在0~20MPa和100-450MPa压力范围分别为14.96pC/N和11.9pC/N,可以基本满足动态冲击应力测试的要求。但由于PVDF薄膜的系数K受多方面的影响,定量分析有相当难度,建议使用跟实际工作状况相近的标定K值。 展开更多
关键词 PVDF 冲击应力计 压电特性 灵敏度系数
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两相流PIV粒子图像处理方法的研究 被引量:11
19
作者 邵雪明 颜海霞 辅浩明 《实验力学》 CSCD 北大核心 2003年第4期445-451,共7页
本文在单相PIV技术的基础上研究了两相流动PIV图像处理方法,采用摸板匹配法和灰度加权标定法对两相粒子进行了识别、区分和标定,采用灰度互相关法对区分后的单相粒子图像进行了处理.应用基于以上方法编制的Windows应用软件,首先对由美国... 本文在单相PIV技术的基础上研究了两相流动PIV图像处理方法,采用摸板匹配法和灰度加权标定法对两相粒子进行了识别、区分和标定,采用灰度互相关法对区分后的单相粒子图像进行了处理.应用基于以上方法编制的Windows应用软件,首先对由美国Minnesota大学复杂流动实验室提供的两相流动粒子图片进行了处理,通过对比分析可见,应用本文所采用的方法能对两相粒子进行有效的识别和区分,然后以搅拌槽内液固两相流场为例对此方法进行了应用. 展开更多
关键词 两相流 粒子图像测速 PIV 图象处理 粒子标定 粒子识别 粒子对应
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简化Holmboe分层流体密度剖面的形成及其内波实验 被引量:8
20
作者 沈国光 李德筠 +1 位作者 王日新 徐肇廷 《实验力学》 CSCD 北大核心 1998年第1期58-65,共8页
本研究在内波水槽中形成了具备Holmboe模式基本特征的密度剖面,在此流场中成功地进行了第一模态单板造波内波实验,并进而对半板造波的方案给予了分析和检验。
关键词 分层流体 内波 密度测量 海洋 密度剖面
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