基于PIV技术水下航行体机动航行流场实验教学

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作者 李晔 孙聪 +2 位作者 戴绍仕 孙士丽 欧阳卫平 《实验室科学》 2025年第4期56-60,68,共6页

基于船舶与海洋工程所属行业的工程本质和科学特征,依托船模拖曳水池实验环境,积极引入专业领域内先进的测量方法—PIV测试技术,自主设计并建造实验所需设备—水下航行体运动控制机构,通过统筹场地、仪器、设备和人员等因素,开设了采用... 基于船舶与海洋工程所属行业的工程本质和科学特征,依托船模拖曳水池实验环境,积极引入专业领域内先进的测量方法—PIV测试技术,自主设计并建造实验所需设备—水下航行体运动控制机构,通过统筹场地、仪器、设备和人员等因素,开设了采用PIV测试技术的水下航行体机动航行时的绕流场实验教学课程。目的是激发学生学习兴趣、提高动手实践能力、掌握行业发展动态和趋势,从而巩固理论知识;通过学习此课程,学生不仅掌握水下航行器绕流场实验的一般流程和分析方法,还能将理论知识同实践结合,促进教学与科研的相互融合和科研成果产出,通过教学来推动科研,将科研成果应用于教学。 展开更多

关键词 piv测试技术 水下航行体 实验教学 创新性

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基于SPIV技术的精细流场测试实验教学平台设计

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作者 郭春雨 张浩然 +3 位作者 韩阳 郐云飞 李若欣 高岩 《力学与实践》 2025年第2期416-425,共10页

体视粒子图像测速(stereoscopic particle image velocimetry,SPIV)技术作为流体力学精细流场测量中先进的测试技术,可以将复杂的流场三维运动可视化,将其应用于实验教学可以提高学生学习兴趣。本实验教学平台将旋转流场可视化,通过数... 体视粒子图像测速(stereoscopic particle image velocimetry,SPIV)技术作为流体力学精细流场测量中先进的测试技术,可以将复杂的流场三维运动可视化,将其应用于实验教学可以提高学生学习兴趣。本实验教学平台将旋转流场可视化,通过数据采集与图像后处理分析得到旋转流场的三维速度场,最终观察到:随着桨叶转速提高,圆管内旋转流场的周向流速整体增加且分布更均匀。管壁处沿轴向向下周向流速递减,管中心处则递增,断面分布沿径向连续光滑无台阶状变化,轴向未发生流速错位现象。此平台能够让学生了解先进流场测试技术发展的同时锻炼其动手能力与思维能力,提高学习效果。 展开更多

关键词 实验教学 粒子图像测速 流体力学 流场可视化

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汽车风洞PIV流场测量的虚拟仿真实验教学平台开发

3

作者 夏超 陈力 贾青 《教育教学论坛》 2024年第49期5-8,共4页

“汽车空气动力学”课程涉及大量的基本原理和典型三维流动现象,仅依靠多媒体教学和简单的演示实验难以讲授清楚,不利于充分调动和挖掘学生专业学习的兴趣及热情。通过构建可操作的汽车风洞虚拟场景,结合粒子图像测速技术(PIV),同时应... “汽车空气动力学”课程涉及大量的基本原理和典型三维流动现象,仅依靠多媒体教学和简单的演示实验难以讲授清楚,不利于充分调动和挖掘学生专业学习的兴趣及热情。通过构建可操作的汽车风洞虚拟场景,结合粒子图像测速技术(PIV),同时应用计算流体力学(CFD)与虚拟仿真技术开发汽车周围流场测量的实验教学平台,以高效直观地传授汽车风洞PIV流场测量的基本原理和操作规范,并使学生在虚拟风洞场景中全方位观察CFD提供的丰富流动数据,树立正确的流场认知,深入理解汽车气动设计原理,充分调动学生的主观能动性,激发其学习兴趣。 展开更多

关键词 汽车空气动力学 虚拟仿真 piv 实验教学

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人体上呼吸道内稳态气流运动特性的PIV初步试验研究 被引量：11

4

作者 赵秀国 徐新喜 +2 位作者 谭树林 高振海 刘亚军 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期60-64,共5页

人体上呼吸道内气流组织形式的研究对于进行气溶胶在呼吸道内的沉积分析具有重要的意义。应用粒子图像速度仪(Particle Image Velocimetry,PIV)对人体上呼吸道内的稳态气流运动特性进行了试验研究,研究结果表明:口腔中、下部气流速度略... 人体上呼吸道内气流组织形式的研究对于进行气溶胶在呼吸道内的沉积分析具有重要的意义。应用粒子图像速度仪(Particle Image Velocimetry,PIV)对人体上呼吸道内的稳态气流运动特性进行了试验研究,研究结果表明:口腔中、下部气流速度略大,其它位置速度相对较小,咽部外壁气流速度较大,高速气流贴近喉部和气管内壁向下流动,在内壁形成高速区域。咽部外壁、喉部和气管内壁分布的气动剪切力较大,承受的气动负荷较大,容易造成壁面劳损和组织损伤。 展开更多

关键词 上呼吸道 气流运动 粒子图像速度仪 试验研究

暂未订购

PIV技术在暂冲式风洞高亚音速平面叶栅流场测量中的应用 被引量：5

5

作者 马昌友 侯敏杰 +1 位作者 杨灵 梁俊 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期133-138,214-215,共6页

针对PIV技术在暂冲式风洞高亚音速平面叶栅流场测量中遇到的示踪粒子投放问题,本研究通过采用高压雾化式粒子发生器以及安装在稳压段前的撒播器,有效地使示踪粒子均匀地与主流混合,并成功对某扩压叶栅在设计攻角下的叶栅流道及尾迹速度... 针对PIV技术在暂冲式风洞高亚音速平面叶栅流场测量中遇到的示踪粒子投放问题,本研究通过采用高压雾化式粒子发生器以及安装在稳压段前的撒播器,有效地使示踪粒子均匀地与主流混合,并成功对某扩压叶栅在设计攻角下的叶栅流道及尾迹速度场进行测量,获得了进口马赫数从0.3至0.73的二维速度矢量场。为了验证PIV试验结果的可靠性,对叶栅流场进行了数值模拟。结果对比表明:采用PIV技术测得的叶栅中截面二维速度矢量场合理地反映了叶片槽道及尾迹的流动结构,与数值模拟结果较为接近;对于跨、超音速或大攻角下叶栅流场,需考虑是示踪粒子壁面污染对测量的影响。本研究提出的PIV测量技术可应用于基于吸附式、合成射流等流动控制技术的高亚音速叶栅流场的测量。 展开更多

关键词 暂冲式风洞 平面叶栅 piv测量 试验研究 数值模拟

原文传递

PIV系统测量误差的实验评价方法以及实验参数的优化 被引量：11

6

作者 董明哲 汪洋 蒋宁涛 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期79-83,共5页

提出了一种PIV(ParticleImageVelocimetry)测量误差的实验评价方法:利用匀速转动圆盘上粒子的反射光模拟流场中示踪粒子散射光解决基准速度场。建立了一套二维PIV系统的测量误差评价系统,利用该系统对PIV测量误差和测量精度进行了实验评... 提出了一种PIV(ParticleImageVelocimetry)测量误差的实验评价方法:利用匀速转动圆盘上粒子的反射光模拟流场中示踪粒子散射光解决基准速度场。建立了一套二维PIV系统的测量误差评价系统,利用该系统对PIV测量误差和测量精度进行了实验评价,得到了结果误差在空间及时间上的概率分布特性,并对两个关键PIV实验参数进行了优化。实验表明该误差评价方法装置简单,方法可靠,可方便灵活地对PIV系统测量误差和测量精度进行实验评价和参数优化研究。 展开更多

关键词 piv系统 测量误差 评价方法 实验参数 概率分布特性 实验评价 测量精度 IMAGE 粒子散射 模拟流场 转动圆盘 评价系统 优化研究 速度场 反射光 时间

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烟气轮机级内气固两相流场特性PIV实验 被引量：4

7

作者 陈帅甫 郭颖 +3 位作者 王建军 金有海 丁健 韩兆玉 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期68-77,共10页

烟气轮机是催化裂化装置能量回收系统中的关键设备,但烟气内的催化剂颗粒极易在内壁面沉积结垢,影响机组正常运行,因而必须对烟气轮机内的气固两相流动进行研究以避免催化剂发生沉积。以实际烟气轮机为基准设计了模型烟气轮机,运用粒子... 烟气轮机是催化裂化装置能量回收系统中的关键设备,但烟气内的催化剂颗粒极易在内壁面沉积结垢,影响机组正常运行,因而必须对烟气轮机内的气固两相流动进行研究以避免催化剂发生沉积。以实际烟气轮机为基准设计了模型烟气轮机,运用粒子图像测速(PIV)技术对模型烟气轮机内叶顶、叶中、叶根三个特征面的气固两相流动特性进行冷态测量,研究两相流在1000和1400 m3?h-1两种气相流量下的流动特性。结果表明,静叶流道内,两相流逐渐偏转加速,在流道出口处速度值和偏转角度达到最大。相同气相流量下,颗粒的速度偏转程度小于气相。动叶流道内,气相速度沿流动方向逐渐衰减,流出流道时速度方向接近轴向。固相在动叶流道出口处叶顶附近具有与旋转方向相反的切向速度分量。研究结果为进一步探索催化剂颗粒在烟气轮机内部的沉积结垢机理提供了重要依据。 展开更多

关键词 粒子图像测速 两相流 实验验证 测量 烟气轮机

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基于PIV技术的明渠非恒定流试验系统 被引量：1

8

作者 胡江 杨胜发 王涛 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第2期306-309,共4页

建立了一套高精度的明渠非恒定流试验系统,通过计算机及变频器控制水泵转速产生非恒定流过程,由电磁流量计、超声水位计实时监测流量和水位变化过程,并通过PIV流场仪进行流场测量。该系统不但能生成连续、稳定的周期性非恒定流过程,很... 建立了一套高精度的明渠非恒定流试验系统,通过计算机及变频器控制水泵转速产生非恒定流过程,由电磁流量计、超声水位计实时监测流量和水位变化过程,并通过PIV流场仪进行流场测量。该系统不但能生成连续、稳定的周期性非恒定流过程,很大程度改进了明渠非恒定流的试验手段。 展开更多

关键词 明渠非恒定流 粒子成像速度场 试验系统

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PIV测速技术实验参数分析 被引量：4

9

作者 马广云 申功 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 1995年第3期274-282,共9页

本文通过理论分析、计算机模拟及实验观测，对采用底片记录和杨氏条纹法判读的ＰＩＶ测速技术的动态测量范围、各种实验参数的影响及其优化取值准则进行了详细的分析讨论，并给出了一些有关的理论及经验公式。

关键词 粒子图像测速 杨氏条纹 流场速度测量

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自耦合射流流动特性的PIV实验研究 被引量：3

10

作者 谭晓茗 张靖周 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期558-565,共8页

采用三维粒子图像测速仪(PIV)对具有相同出口面积的圆孔喷口和狭缝喷口自耦合射流激发器外部流场特征进行了实验研究.结果表明:狭缝喷口自耦合射流与圆孔喷口自耦合射流的形成过程相同,都经历了涡环产生、发展、破碎融合的周期性过程,... 采用三维粒子图像测速仪(PIV)对具有相同出口面积的圆孔喷口和狭缝喷口自耦合射流激发器外部流场特征进行了实验研究.结果表明:狭缝喷口自耦合射流与圆孔喷口自耦合射流的形成过程相同,都经历了涡环产生、发展、破碎融合的周期性过程,在某个法向距离上形成较为稳定的连续性射流.时均流场分布表明狭缝喷口自耦合射流的流场型面较宽,扩展角度较大.狭缝短轴方向和圆孔水平方向上自耦合射流的时均速度曲线呈现规则的对称分布和速度自模的特征,而狭缝长轴方向自耦合射流在靠近喷口处的速度分布呈现马鞍状,这一特征随着法向距离增大而逐渐消失. 展开更多

关键词 自耦合射流 流动特性 piv 速度分布 实验研究

原文传递

采用PIV研究叶轮轴向旋涡流 被引量：1

11

作者 杨小林 严敬 +3 位作者 邓万全 季全凯 万毅 刘忠 《中国农机化》 北大核心 2004年第6期59-61,共3页

轴向旋涡流是离心叶轮内特殊的流动现象,它的速度分布规律与叶轮特性关系密切。本文作者采用先进的PIV系统在改型叶轮内进行实验研究,首次成功获得叶轮轴向旋涡瞬态流场。经数据处理、分析,揭示了轴向旋涡流相对速度在不同转速时的分布... 轴向旋涡流是离心叶轮内特殊的流动现象,它的速度分布规律与叶轮特性关系密切。本文作者采用先进的PIV系统在改型叶轮内进行实验研究,首次成功获得叶轮轴向旋涡瞬态流场。经数据处理、分析,揭示了轴向旋涡流相对速度在不同转速时的分布规律。实验研究结果将深化人们对离心叶轮内流场的认识。 展开更多

关键词 轴向旋涡流 离心叶轮 piv系统 相对速度 粒子成像测速

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多风路空冷汽轮发电机PIV流场测试实验台研发 被引量：3

12

作者 路义萍 潘庆辉 +2 位作者 韩家德 洪光宇 王佐民 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 2014年第4期32-37,共6页

为了研究定子多风路的大型空冷汽轮发电机内部气隙中(转子外表面与定子内壁面之间)的旋转空气速度场特征,研发并试制了电机通风粒子图像测速技术(PIV)测试实验台.首先介绍了实验台的风路设计方案及部件风扇、定子和转子各部分结构及相... 为了研究定子多风路的大型空冷汽轮发电机内部气隙中(转子外表面与定子内壁面之间)的旋转空气速度场特征,研发并试制了电机通风粒子图像测速技术(PIV)测试实验台.首先介绍了实验台的风路设计方案及部件风扇、定子和转子各部分结构及相关尺寸;设计了PIV测试实验测量方案.然后,采用ANSYS有限元程序,在符合实际的边界条件下,对通风实验台的轴与支撑环及风扇支架、转子环进行应力分布计算及分析,计算并选择合适的拖动系统电动机,得出最终的结构方案,为实验台的加工制造提供基础数据.该实验台可为大型空冷汽轮发电机旋转流场可视化研究提供平台. 展开更多

关键词 空冷汽轮发电机 有限元应力计算 实验台研发

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低旋流数旋进射流流动特性的PIV实验研究 被引量：2

13

作者 付豪 何创新 刘应征 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期39-45,共7页

采用粒子图像测速技术,研究了当雷诺数Re=4.5×10^(4)时低旋流数旋进射流的流动特性。针对3种不同旋流数(S=0、0.26和0.41),对比分析了时均流向速度场、流向速度脉动强度场以及时均涡量场的变化规律。实验测量结果表明:随着旋流数... 采用粒子图像测速技术,研究了当雷诺数Re=4.5×10^(4)时低旋流数旋进射流的流动特性。针对3种不同旋流数(S=0、0.26和0.41),对比分析了时均流向速度场、流向速度脉动强度场以及时均涡量场的变化规律。实验测量结果表明:随着旋流数的增加,流向速度大小及其脉动强度沿流向衰减加剧,而射流中心线上的速度脉动强度增强;因腔体壁面空间限制而产生的回流区向上游移动且尺度变小;外剪切层中旋涡的流向发展急剧衰减而内剪切层内的旋涡几乎不受影响。此外,结合速度谱和典型时刻的瞬态流场特征可知,旋流数增大后,旋进频率增大,而旋进现象发生的起始位置向上游移动,使得旋进偏转角度增大。 展开更多

关键词 piv实验研究 低旋流数 旋进射流 流动特性

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惯性粒子分离器流场特性的PIV试验研究 被引量：2

14

作者 支明 李维 王彤 《风机技术》 2017年第2期56-60,70,共6页

惯性粒子分离器因具有流动损失小、砂尘分离效果明显的特点而成为直升机发动机进气道的标准配置。论文采用PIV测速技术对惯性粒子分离器矩形截面模型进口、中心体驼峰区域、清除流(包括分叉区域)、主气流流场在高速进气状态下,进行分段... 惯性粒子分离器因具有流动损失小、砂尘分离效果明显的特点而成为直升机发动机进气道的标准配置。论文采用PIV测速技术对惯性粒子分离器矩形截面模型进口、中心体驼峰区域、清除流(包括分叉区域)、主气流流场在高速进气状态下,进行分段测量,研究了该模型流道在设计型线下的流动特性;对比数值计算,显示出该流场的局部流动细节结构。进一步地验证了湍流模型数值计算方法可应用于惯性粒子分离器流道流场特性的研究。 展开更多

关键词 粒子分离器 流场特性 piv试验 数值模拟

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地面效应作用下翼尖涡特性的PIV实验研究 被引量：5

15

作者 章旷 代钦 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第3期367-374 405,405,共9页

完成了NACA23012机翼地面效应条件下翼尖涡结构及升阻力特性实验。实验在拖曳水槽中模拟机翼的飞行状态,获得了在多种飞行高度、0°攻角时机翼在水平地面和正弦波浪地面附近的升/阻力、翼尖涡流场的变化规律,对比分析了水平地面和... 完成了NACA23012机翼地面效应条件下翼尖涡结构及升阻力特性实验。实验在拖曳水槽中模拟机翼的飞行状态,获得了在多种飞行高度、0°攻角时机翼在水平地面和正弦波浪地面附近的升/阻力、翼尖涡流场的变化规律,对比分析了水平地面和波浪地面附近翼尖涡速度、涡量分布的区别及其可能对机翼升/阻力造成的影响。实验结果表明:即使在正弦波浪地面附近,随着机翼逐渐靠近地面,升力逐渐减小至负升力,翼尖涡的强度亦发生相应变化;尤其是在小间隙比、负升力情况下,翼尖涡的旋转方向产生了改变;流场结构不仅受机翼距地面高度影响,也随着波浪地面与机翼瞬时所处位置构成的相对相位关系的不同而变化,并且涡量沿波浪地面运动的变化呈现周期性,但变化规律并不符合正弦周期,主要原因在于波浪地形与下翼面所构成的流道形状及狭窄程度的周期性变化对翼尖涡流场结构的发展和演化产生不同程度的抑制。 展开更多

关键词 地面效应 翼尖涡 piv 波浪地面 拖曳水槽 实验研究

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基于TR-PIV技术的螺旋桨水动力实验教学平台设计 被引量：3

16

作者 孙聪 徐鹏 +2 位作者 韩阳 郭春雨 王超 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第8期213-215,283,共4页

研究性实验教学逐渐被各大高校所采用,成为一种教学新趋势。哈尔滨工程大学船舶与海洋工程国家级实验教学示范中心在已有工作的基础上,通过引进本专业领域先进流体测试技术,与传统螺旋桨教学相结合,建立了一套螺旋桨水动力实验教学体系... 研究性实验教学逐渐被各大高校所采用,成为一种教学新趋势。哈尔滨工程大学船舶与海洋工程国家级实验教学示范中心在已有工作的基础上,通过引进本专业领域先进流体测试技术,与传统螺旋桨教学相结合,建立了一套螺旋桨水动力实验教学体系。在激发学生学习积极性的同时,培养学生创新能力、动手能力、协作能力、分析能力等,巩固学生所学知识,增加对流场结构的深入理解。同时,研、学相辅相成互为补充,既能激发学生积极性、创造性,又能促进科研成果产出。 展开更多

关键词 螺旋桨 水动力 时间分辨粒子图像测速 实验教学

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PIV流场测量技术在实验教学中的应用 被引量：14

17

作者 郭春雨 孙聪 +2 位作者 赵大刚 周广利 于凯 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第3期218-221,共4页

为方便学生对流体力学流场测量的理解,建立了以先进PIV为基础测量手段的学生实验教学方案。该实验教学方案在专业兴趣激发、实验技术开发、教学手段创新,以及将科研融入实验教学等方面均取得了良好成效,学生对PIV技术及船舶外流场的认... 为方便学生对流体力学流场测量的理解,建立了以先进PIV为基础测量手段的学生实验教学方案。该实验教学方案在专业兴趣激发、实验技术开发、教学手段创新,以及将科研融入实验教学等方面均取得了良好成效,学生对PIV技术及船舶外流场的认识进一步深化,实验创新能力得到提升。 展开更多

关键词 船舶与海洋工程 实验教学 piv 创新能力

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中国空间站燃烧科学实验系统PIV单元地面试验 被引量：1

18

作者 何丽芳 郑会龙 +2 位作者 王希坤 杨肖芳 张晓武 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1152-1160,共9页

中国空间站燃烧科学实验系统是用于开展微重力燃烧实验研究的综合性科学实验平台,可以实现燃烧流场测量。为了验证燃烧科学实验系统粒子图像测速(PIV)单元对燃烧流场测量的功能与可行性,本文基于与在轨状态一致的连续激光器和相机的空... 中国空间站燃烧科学实验系统是用于开展微重力燃烧实验研究的综合性科学实验平台,可以实现燃烧流场测量。为了验证燃烧科学实验系统粒子图像测速(PIV)单元对燃烧流场测量的功能与可行性,本文基于与在轨状态一致的连续激光器和相机的空间布局,搭建了地面层流圆孔射流试验平台,选取Al_(2)O_(3),TiO_(2),ZrO_(2)三种示踪粒子进行冷态试验与热态试验。试验结果表明,自主研制Nd∶YVO4泵浦连续激光器偏光角度合适,能照亮被测流场主流区域,燃烧科学实验系统PIV单元可用于低速燃烧流场测量;相同工况下,Al_(2)O_(3)粒子在冷态试验测量的速度值更接近于理论值,速度幅值比更接近1,更适用于低速流体测量。 展开更多

关键词 燃烧科学实验系统 piv单元地面试验 冷态流场 热态流场

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平板气膜冷却孔下游湍流场的试验研究 被引量：6

19

作者 梁俊宇 孟宝宝 +1 位作者 康顺 翟丽娜 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期435-439,468,共6页

利用二维粒子图像测速(PIV)技术,在吹风比为0.5和1.0、雷诺数为480时,对平板直冷却孔和弯曲冷却孔下游湍流场的流动结构进行了测量,得到了中心截面及射流下游4个流向横截面上的平均速度、涡量分布以及烟雾显示照片,并分析了弯曲冷却孔... 利用二维粒子图像测速(PIV)技术,在吹风比为0.5和1.0、雷诺数为480时,对平板直冷却孔和弯曲冷却孔下游湍流场的流动结构进行了测量,得到了中心截面及射流下游4个流向横截面上的平均速度、涡量分布以及烟雾显示照片,并分析了弯曲冷却孔通道对下游涡结构沿流向演化过程的影响.结果表明:冷却孔射流具有较低的射流轨迹,可以增强气膜的贴附效果,有利于提高冷却效率;弯曲冷却孔能为气膜提供较强的横向动量,使其具有较高的横向扩展能力,从而改善气膜的侧向覆盖效果. 展开更多

关键词 气膜冷却 冷却孔 湍流场 涡结构 二维粒子图像测速技术 试验研究

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入水初期流场的测量方法 被引量：7

20

作者 张志荣 洪方文 +1 位作者 张军 徐洁 《水动力学研究与进展（A辑）》 CSCD 北大核心 2001年第3期274-278,共5页

计算机技术、激光技术和图象处理技术的发展带动了流场测试技术的迅速提高 ,PIV技术克服了以往流场测量方法中单点测量和不能测量瞬态流场的局限性 ,它成功地应用于物体入水初期流场的测量 ,为研究此类流动提供了一种新的途径。本文简... 计算机技术、激光技术和图象处理技术的发展带动了流场测试技术的迅速提高 ,PIV技术克服了以往流场测量方法中单点测量和不能测量瞬态流场的局限性 ,它成功地应用于物体入水初期流场的测量 ,为研究此类流动提供了一种新的途径。本文简单介绍了 PIV测量物体入水初期流场的方法并给出了试验结果。 展开更多

关键词 入水 流场 试验研究 piv 水动力学

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