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水道港口第卷第期年月

的原理与应用
孙鹤泉,
大连理工女学海岸和近海工程京重点实验室,大连
摘要:是一种无扰动的二维巍场测试技术随着计译拄术、

与的对比结果舸ⅡⅣ的实用价值
关键词:Ⅳ;二维流场;.柏荚晕论
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:——一
前言
传统的流速测量仪器,如通常采用的多普勒流速仪】、.只能进行单点测
,无法对整个区域内的二维流场进行无扰动测量。当流场内部的流速变化较大,且有
涡存在时,传统的仪器很难实现流速的准确测量计算机技术与图像处理技术的快速发展,使得流场测试技
术得以迅速发展与提高。。技术克服以往流场测试中单点测量的局限性,能
够进行平面二维流场的测试,是一种非常有发展前景的无扰动流场测量技术。
的结构
利用Ⅳ、反光性良好且比重与流体相当的
的求踪粒子,
得二维流场的流速分布。、两个方向上的位移随时间的变
化为、,是时间的函数那么,该示踪粒子所在处的水质点的二维流速可表示为公式、:
————一一
——
,、. 、,、
二
—
直一
一~
一出~ 一
式中: 与是水质占沿方向与方向的瞬时速度, 、、是水质点沿方向与方向的平均速度,是
删量的时间间隔。
在公式中,当足够小时、与的大小可以精确地反映。与。Ⅳ技术就是通过测量示踪粒子
的瞬时平均速度实现对二维流场的测量
当测量流体表面的流速时,可以在自然光照条件下进行实验,而对流体内部的二维流场测量时,必须使
用辅助片光源照明,图为采用测量流场内部流速的实验示意图。
图巾所示的实验过程是这样的:激光器产生的光束经托面镜散射后变成光片,平行照射流场内部的一
个平面,位于该平面上的示踪粒子反射的光线经光学镜头聚焦后通过成像阵列形成图像,对图像分析得出竣
平面上的流速舒布。
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收稿日期:—一
作者简介:孙鹤泉一,,男讲帅委帆每信皂技术海洋。氍的扁用研究
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的原理与应用孙鹤泉等
.:
互相关理论光器
为了,得到流速分布的细节情况,散
播在流场中的示踪粒子的粒径应该非常
小、
对有足够的流场信息这就很难从两幅
图像中分辨同一个粒子,也就无法获得
所需的相对位移。而利用互相关分析理
论,可以轻松地解决这个问题

从上面的描述得知,图像采集系统
像阵列
获得的每一对图像都是从相同的空问位;
置上得到的,且曝光的时间间隔可以作一十一
为已知参数。流场中的示踪