为研究过渡流下顺排圆柱列的流动规律,搭建了开式循环水槽。利用粒子图像测速(PIV)技术,在确定纵向间距(PT)及雷诺数(Re)的情况下,改变横向间距(Ps),从而对顺排圆柱列的瞬时场及时均流场进行可视化实验研究。实验结果表明在Re=150,PT=2.5D,Ps=2D^6D的工况下,上游圆柱与下游圆柱间距直接影响圆柱列流场换热效果。当Ps在2D^3D之间,上游圆柱与下游圆柱之间流场为回流死区,该区间换热效果差;Ps由3D增加至4D时,上游圆柱与下游圆柱之间流场由稳态变为非稳态;Ps由4D增加至6D时,上游圆柱与下游圆柱之间流场区域的洗刷效应减弱,且Ps=4D时,该区域的周期性更加明显。

这里基于圆柱绕流循环水槽实验台,结合粒子图像测速系统,对壁面边界层层流区域插入串列双圆柱模型进行了实验研究。通过改变横向间距比,结合速度流线、速度截面以及周期性对圆柱尾流和壁面附近流动不稳定性进行分析。结果表明Re=200时,横向间距比对圆柱尾流与壁面附近流动不稳定性影响显著。圆柱绕流结构方面随着横向间距比的增加,两圆柱间由封闭流动转变为非封闭流动,圆柱间旋涡对尺度先增大后减小至稳定,下游圆柱由旋涡对演变为上游剪切层单向绕流。壁面扰动方面随着横向间距比的增加,上游圆柱下剪切层加速效应增加,圆柱间近壁区域流动不稳定性增强;下游圆柱下剪切层加速效应减弱,近壁区域流速减小,导致下游壁面涡导逐渐消失,壁面流动不稳定性减弱。在过渡流状态下,近壁串列双圆柱尾流形成周期性的交替旋涡脱落,增强了壁面附...

液力变矩器是自动变速器的主要部件,其在乘用车、载重汽车、公共汽车和机车上的应用广泛。液力变矩器内部流动特性影响其外部性能,为了深入研究其内部流动特性,基于粒子图像测速(particle image velocimetry,PIV)技术对液力变矩器涡轮内流场进行试验研究。采用帧频为1 000帧/s的CCD高速相机,在不同工况下(输入与输出的转速比分别取0、0.3、0.5、0.7)采集不同粒子直径、不同粒子浓度下的流动图像,经过图像预处理,对连续两帧图像进行互相关计算,获得涡轮径向切面的速度场和涡量场。通过对流场分布结构和流动区域上复杂流动现象的对比分析,发现投入流场中粒子浓度越高(1 500mL蒸馏水中投入2.4 g粒子)、粒子直径越小(10μm)时,识别并提取流动区域上的流动参数越丰富,流速场和涡量场信息越可靠。液力变矩器内部高梯度流场分布结构和非均匀流速场分布导致出...

液力变矩器传递能量的特性受其内部流场结构的影响,而内部流动特性决定其外部性能.为实现液力变矩器内部流动可视化,并在此基础上实现其内部流动速度的定量测量,提供详细且准确的流场试验测量结果,进一步完善对液力变矩器内部流动机理的研究.基于粒子图像测速(PIV)技术,对液力变矩器泵轮内部流场进行试验研究,在单次曝光下CCD相机采集泵轮径向切面流动图像,记录流场中示踪粒子的运动信息.通过图像处理技术识别流场中粒子运动轨迹的图像特征,以霍夫变换直线检测理论为指导,自动提取泵轮径向切面示踪粒子运动轨迹.由此实现了泵轮内部流动可视化,提高了流速矢量识别与量化计算效率.PIV试验测量结果能够揭示泵轮内部真实的物理流动现象和流场瞬态变化情况,为液力变矩器的性能预测及合理设计提供理论和实践参考依据.

液力偶合器内部流动特性对能量的高效传递非常重要。深入研究液力偶合器内部流动机理和流场结构分布,对于优化液力偶合器腔型结构并进一步提高其工作性能具有重要意义。液力偶合器的内部流场是具有多种流动结构和多种物理效应并存的流场,存在多种复杂的流动现象,尤其在制动工况下液力偶合器涡轮内部流动是一种特殊的漩涡流动。为了研究制动工况下涡轮独立流道内漩涡流动的产生与运动,基于粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)采集涡轮径向切面流动图像。通过灰度化增强、阈值分割、边缘检测、锐化等图像处理技术识别涡轮内部大尺度漩涡流动,定性分析流场结构分布;采用连续帧图像互相关算法定量提取涡轮内部速度场和涡量场,研究涡轮内部小尺度漩涡流动;分析漩涡流动产生的原因及其对液力偶合器能量传递的影响;讨论不...

为了研究串列双圆柱绕流规律，针对本实验设计了开式循环水槽，将染色法及粒子图像测速（PIV）系统相结合。对不同雷诺数下的单圆柱、不同间距比的串列双圆柱绕流进行定量及定性的可视化实验。首先验证实验装置的稳定性。然后对不同雷诺数下的单圆柱绕流进行可视化实验，将实验数据与文献数据对比，验证实验装置的正确性。Re=200时，得出以下实验结论：当中心距Ps≤3D时，上游圆柱的尾流呈现出稳态，而下游圆柱的尾流是非稳态；增大间距，上游圆柱的尾流逐渐由稳态变成非稳态，并且这种非稳态将会加强下游圆柱尾流的非稳态，随后下游圆柱后端出现有规则的涡脱现象。

实现粒子图像测速包括两个关键步骤：粒子图像的获取和粒子图像的处理。本文为粒子图像的处理探索出了一条新的途径；实现了原诊断系统中Ｍａｃ机上的移植。并且根据Ｍａｃ机处理图像处理的先进性对原处理系统进行了改进，特别增强了其后处理功能。

利用在线式ＰＩＶ系统，采用相关的分析方法，以较高雷诺数下圆柱绕流和翼型尾流为例，对ＰＩＶ在低速风洞实验研究中的应用作一简要介绍，旨在表明当前ＰＩＶ技术的一些特点及其用于风洞实验研究的潜力。

介绍了PIV测试原理并采用实验方法对水力旋流器内部流场进行测试根据对拍摄到的示踪粒子的运动图像的处理分析流体的三维速度分布得到了切向速度、轴向速度和径向速度沿直径方向上的分布规律。

为了提高混合效率,该文设计了一种小型的电磁动力驱动（MHD）混合器,对其混合特性进行了理论分析和实验研究。该混合器由聚碳酸脂和黄铜采用常规方法加工而成。研究液体为硫酸铜溶液,采用粒子图像测速技术进行实验,在实验过程中为观察溶液的流动混合搅拌过程,溶液中加入荧光粉作为示踪粒子,并通过数据采集和处理系统对实验结果进行分析,得到流场的速度分布。建立该混合器的理论模型,在实验的基础上进行数值模拟,并对结果进行分析比较,模拟结果与实验结果相吻合。