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塔型桁架人工鱼礁流场效应及稳定性 被引量：19
1
作者 公丕海 郑延璇 +3 位作者 李娇 关长涛 崔勇 李强 《中国水产科学》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1021-1028,共8页
本研究利用物理模型试验和粒子图像测速技术,对塔型桁架人工鱼礁模型在6种换算流速0.031 m/s、0.063 m/s、0.095 m/s、0.126 m/s、0.158 m/s和0.190 m/s(实际流速0.2 m/s,0.4 m/s,0.6 m/s,0.8 m/s,1.0 m/s和1.2 m/s)下产生的流场效应与... 本研究利用物理模型试验和粒子图像测速技术,对塔型桁架人工鱼礁模型在6种换算流速0.031 m/s、0.063 m/s、0.095 m/s、0.126 m/s、0.158 m/s和0.190 m/s(实际流速0.2 m/s,0.4 m/s,0.6 m/s,0.8 m/s,1.0 m/s和1.2 m/s)下产生的流场效应与物理稳定性进行研究。结果表明,流速达到1.2 m/s时,礁体不会发生漂移和倾覆,说明该礁型具有良好的稳定性。单体礁在45°和90°迎流方式下,最大上升流流速和上升流平均流速随来流速度增加而递增,90°摆放单体礁最大上升流流速为来流速度的15.6%~21.0%,45°摆放单体礁最大上升流流速为来流速度的16.3%~23.5%;上升流面积和高度随来流速度的增大先增加后减小,均在来流速度为0.095 m/s时出现最大值;缓流区面积均随来流速度的增加而减小;在相同来流速度下,45°迎流时礁体缓流区面积大于90°迎流;在45°和90°摆放方式下,缓流区长度与礁高比值均随来流速度的增加呈下降趋势,且下降趋势逐渐平缓;45°迎流时缓流区长度为礁体高度的13~24倍,90°迎流时缓流区长度为礁体高度的11~22倍。塔型桁架人工鱼礁礁体前后没有涡流形成,但具有较好的缓流作用,在礁体后方形成了较大规模的缓流区。 展开更多
关键词 塔型桁架人工鱼礁 图像粒子测速 流场效应 稳定性
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基于变间隔空间平均的等动量区分布研究
2
作者 高紫涵 程肖岐 +1 位作者 范子椰 姜楠 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2193-2202,共10页
湍流边界层(TBL)中的相干结构是导致雷诺应力和湍动能产生的关键因素,深入研究和理解其发展演化特性是有效控制湍流边界层的基础.等动量区(UMZs)是湍流边界层中的典型大尺度相干结构,其空间分布特性与湍流边界层中的其他相干结构之间的... 湍流边界层(TBL)中的相干结构是导致雷诺应力和湍动能产生的关键因素,深入研究和理解其发展演化特性是有效控制湍流边界层的基础.等动量区(UMZs)是湍流边界层中的典型大尺度相干结构,其空间分布特性与湍流边界层中的其他相干结构之间的联系尚缺少有效认识和实验依据.文章根据水洞实验中平板湍流边界层流法向平面中的大视场粒子图像测速仪(PIV)数据,使用正负流向速度梯度下的变间隔空间平均(VISA)方法检测大尺度相干结构,并研究其对等动量区空间分布的影响.研究结果表明,两种判定依据下的VISA检测所得流场中发卡涡头强度增大导致周围等动量区数量的增加,且基于正流向速度梯度的VISA检测结果中等动量区数量显著大于基于负流向速度梯度的检测结果.此外,VISA检测得到的低速结构附近等动量区的数量始终大于高速流体附近的等动量区数量,且该规律与VISA检测过程中的流向速度梯度无关. 展开更多
关键词 等动量区 湍流边界层 图像粒子测速 变间隔空间平均
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镂空方型增殖礁上升流特性的粒子图像测速试验 被引量：5
3
作者 李娇 张秀梅 +3 位作者 关长涛 郑延璇 黄滨 崔勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第24期232-239,共8页
利用粒子图像测速技术(particle image velocimetry)对镂空方型增殖礁单体礁和组合礁的上升流流场特性进行分析,按照海区实测流速和礁区选址要求,设定5个不同的来流速度0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 m/s,并计算出试验流速分别为0.045、0.090... 利用粒子图像测速技术(particle image velocimetry)对镂空方型增殖礁单体礁和组合礁的上升流流场特性进行分析,按照海区实测流速和礁区选址要求,设定5个不同的来流速度0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 m/s,并计算出试验流速分别为0.045、0.090、0.135、0.180、0.225 m/s。结果表明:单体礁在任何一种迎流方式下,上升流的规模都随来流速度的增加而增大;而相同来流速度下,主视面90o迎流时,上升流规模最大;单体俯视面45o迎流时,上升流规模最小;礁体横向组合排列时,礁体间距在0.5L^1.0 L时所产生的上升流规模最大,礁体间的协同作用最强;礁体纵向组合排列时,在0.5L^1.5 L倍的间距时,礁体间的相互作用较强,形成的上升流规模最大。 展开更多
关键词 水产养殖 水流 试验 图像粒子测速 上升流特性 镂空方型增殖礁
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基于图像测速的薄壁堰流表面流场测量方法 被引量：2
4
作者 曹列凯 白若男 +2 位作者 钟强 李丹勋 王兴奎 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期598-604,共7页
针对薄壁堰流水面落差大、流速沿程变化剧烈的特点,提出一种测量堰流表面三维流场的有效方法。该方法基于双相机共面法重构水面形态(无需对相机进行复杂的内外参数标定)和大尺度粒子图像测速技术(LSPIV)测量二维流场,通过相机像平面与... 针对薄壁堰流水面落差大、流速沿程变化剧烈的特点,提出一种测量堰流表面三维流场的有效方法。该方法基于双相机共面法重构水面形态(无需对相机进行复杂的内外参数标定)和大尺度粒子图像测速技术(LSPIV)测量二维流场,通过相机像平面与水面之间的空间映射关系,将像平面的二维流场数据逆投影至世界坐标系下已知坐标点的切平面上,解算出三维表面流场。该方法应用于薄壁堰流试验,有效重构了堰流三维表面形态及流场,其初步结果表明,堰流的流向速度在自由泄流长度范围内先增加后减小,转折点大致在自由泄流长度中间位置;在该位置之后,垂向流速占主导;同时该方法可行,计算结果合理。 展开更多
关键词 薄壁堰流 表面流场 图像粒子测速 三维重构
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粒子图像测速技术在流体力学领域的应用探讨 被引量：2
5
作者 韩佳成 刘天罡 《辽宁化工》 CAS 2019年第11期1146-1149,共4页
流体流动的改善问题一直是工程上和科研上重点研究方向,通过改变外部条件来减小流动能量损失的技术正在发展且日趋完善。然而,粒子图像测速(PIV)的出现使得分析角度发生转变。做为一种流场显示技术,PIV能够清晰准确地帮助人们获取流体... 流体流动的改善问题一直是工程上和科研上重点研究方向,通过改变外部条件来减小流动能量损失的技术正在发展且日趋完善。然而,粒子图像测速(PIV)的出现使得分析角度发生转变。做为一种流场显示技术,PIV能够清晰准确地帮助人们获取流体流动的内部信息,并且具有非接触式,对流动无干扰等优点。文章简要介绍了PIV系统组成,阐述了在湍流理论的应用,并指出在管道流动应用上有着光明的前景。 展开更多
关键词 流动显示 图像粒子测速 湍流 管流
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对称突扩水流流态失稳和流场结构
6
作者 王芳芳 孙振兴 +4 位作者 樊顾飞 张维乐 孙晨光 程旭 吴时强 《中国水利水电科学研究院学报（中英文）》 北大核心 2023年第2期175-182,共8页
对称突扩分离再附水流现象广泛存在于工程和生活中,流道突扩易产生局部水头损失、压力变化、结构振动、次生噪声等,对称突扩存在流场对称性失稳现象,如管道对称突扩等。然而,由于紊流的复杂性和量测技术的局限性,人们对其流动特性和流... 对称突扩分离再附水流现象广泛存在于工程和生活中,流道突扩易产生局部水头损失、压力变化、结构振动、次生噪声等,对称突扩存在流场对称性失稳现象,如管道对称突扩等。然而,由于紊流的复杂性和量测技术的局限性,人们对其流动特性和流态演变规律认识仍然不足,有必要开展对称突扩流动的流场结构分析研究。本文基于物理模型试验和高精度图像粒子测速技术,模拟了不同雷诺数条件下(Re=539~48911)对称突扩水流流动现象和精细流场结构,包含层流、过渡流和充分发展的紊流典型流态,随着雷诺数Re增加,流态从层流过渡到紊流,从对称到非对称分布,其流态发生对称性失稳,高雷诺数紊流时主流偏向一侧,流场结构相对稳定;揭示了突扩水流主流两侧形成的非对称分布的大尺度涡漩结构,其与流场对称性失稳有关联。 展开更多
关键词 对称突扩流动 图像粒子测速技术 对称性失稳 流场结构 涡漩结构
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串列水翼绕流非定常特征实验研究
7
作者 朱健申 王小静 +1 位作者 王宗龙 刘腾岩 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第8期30-34,共5页
为了研究亚临界雷诺数(Re=7×10^(4))下串列水翼尾缘表面压力和流场的非定常特征,运用时间解析图像粒子测速法(Tr-PIV)测量和分析串列上、下游水翼的尾流场,并采集上、下游水翼尾缘脉动压力,进行多间距比工况实验。研究结果表明,在... 为了研究亚临界雷诺数(Re=7×10^(4))下串列水翼尾缘表面压力和流场的非定常特征,运用时间解析图像粒子测速法(Tr-PIV)测量和分析串列上、下游水翼的尾流场,并采集上、下游水翼尾缘脉动压力,进行多间距比工况实验。研究结果表明,在串列水翼间距比P/C较小(0.1、0.157)的工况下,串列水翼间的平均流场呈多涡流态,其中P/C=0.1工况上游水翼尾缘脉动压力频谱出现多个峰值频率;随着P/C增大(0.3、0.457),水翼间平均流场呈单涡流态,上游水翼尾缘压力以单频率脉动。P/C=0.1工况水翼中间流场内多点流向速度脉动频率与上游水翼尾缘压力脉动频率相符;上、下游水翼尾缘存在共同脉动压力特征频率,相同流态下该频率随P/C增大而升高。实验结果可为水下部件的阵列布局提供一定的理论支撑。 展开更多
关键词 非定常特征 串列水翼 脉动压力 间距比 图像粒子测速法
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基于Stereo-PIV技术的三维发卡涡结构定量测量研究 被引量：4
8
作者 田海平 伊兴睿 +2 位作者 钟山 姜楠 张山鹰 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1666-1677,共12页
发卡涡是湍流相干结构研究中最为关注的内容,实现发卡涡三维结构的定量测量并进行流体动力学分析,对深入研究湍流相干结构、实现湍流精准控制等具有重要意义.本研究通过对合成射流装置进行合理控制,使得层流边界层中产生了规则的人造发... 发卡涡是湍流相干结构研究中最为关注的内容,实现发卡涡三维结构的定量测量并进行流体动力学分析,对深入研究湍流相干结构、实现湍流精准控制等具有重要意义.本研究通过对合成射流装置进行合理控制,使得层流边界层中产生了规则的人造发卡涡结构,进而用体视图像粒子测速仪(Stereo-PIV)锁相实验技术对发卡涡结构所在的三维空间流场进行了定量测量,并得到了一个完整周期内形成的发卡涡三维结构的空间流场.结果发现,重构所得的三维发卡涡结构质量较高,实验技术和方案具有可行性.发卡涡结构所在空间流场情况,符合目前人们对于发卡涡、高低速条带、喷射和扫掠事件的常规认识.此外,对近壁二次流向涡、展向涡量集中区域的展向涡头和强剪切区域、与低速喷射流体相关的汇聚流动和发散流动等有了更细致的认识.同时,也探讨了"基于二维脉动流场的相关特征去重构发卡涡三维流场"的可行性.为进一步定量探究发卡涡结构的形成演化、不同涡结构的融合及二次诱导等壁湍流相干结构问题提供思路. 展开更多
关键词 人造发卡涡 合成射流 相干结构 体视图像粒子测速仪 定量测量
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基于光流法的粒子图像测速 被引量：6
9
作者 马鹏飞 杨金孝 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第32期8583-8587,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 图像粒子成像测速(PIV) 光流法Lucsa—kanade
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