任意运动变形边界流场测量PIV算法的研究:薄膜-钝体尾涡涡激共振实验

来源 :第七届全国流体力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qianchuanzhishui
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  本文提出了一种用于测量任意运动物体壁面附近流场的改进PIV计算方法。由于粒子图像测速(PIV)测量技术具有全场,瞬时,非接触测量的优势,粒子图像测速(PIV)技术被广泛应用到理论研究,工程实践中。柔性结构与流体的流固耦合现象很常见,如鸟类拍动的翅膀与气流的相互作用,鱼类通过弯曲身体克服周围水的阻力游行,风吹拂下旗帜飘动,心脏瓣膜的开合等等。然而,传统的PIV计算方法在用于柔性物体与流体的流固耦合流场测量时,柔性物体壁面附近的流场计算会出现很大的误差,例如出现很多穿越柔性物体的错误速度矢量。这是因为传统的PIV计算方法是基于矩形窗口的互相关计算,而具有任意运动边界的流固耦合流场中,柔性结构壁面是任意形状的,用传统的矩形窗口进行互相关计算时,会出现很多虚假相关系数峰值,测量结果错误率很高。因此,本文提出了一种用于流固耦合壁面附近流场测量的方法。首先基于Texton识别粒子图像中的柔性结构的位置;然后根据识别出的柔性结构对粒子图像进行动态掩膜(dynamical masking);接着对柔性物体壁面附近进行坐标变换,使具有任意形状的柔性物体壁面附近粒子图像变为矩形,便于利用矩形窗口进行互相关计算。利用本文提出的方法,任意形状柔性物体壁面附近流场的测量结果得到很大改善。
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