本论文将量纲分析法引人全场光学测量示踪粒子跟随性的研究中，给出了粒子跟随性的无量纲数学表述。并据此对湍流中粒子的运动进行了数值计算，定量分析了粒径、无量纲密度及脉动频率等参数对示踪粒子跟随特性的影响，系统分析和数值模拟了示踪粒子的跟随性，为有效地实现高速复杂流场的全场光学测量提供理论依据。

为了实现液力偶合器漩涡流场高精度试验测量,研究粒子图像测速(PIV)流场试验测量环节的主要误差来源,分析示踪粒子选择、图像采集策略和流速提取算法对流场测量精度的影响,提出降减和消除误差的途径与方法.研究结果表明在容积为2 710 m L的水介质液力偶合器中投入1.0 g等效直径为1.5μm的PSP示踪粒子,图像采集效果好且粒子浓度满足PIV测速要求;将液力偶合器外壁表面设计为大平面采集区域能够有效地避免反光现象,并降低离轴角误差和光路折射误差;采用递归互相关算法,使用自适应查询区域分析方法,通过3次迭代计算,能够更好地提取主流区域上大尺度漩涡流动特征和局部角隅区域上小尺度涡旋结构特征.

本文介绍了用PIV实验技术研究液力变矩器内部流场如何选取示踪粒子的方法,论述了示踪粒子跟随性、浓度等关键问题,以及运用此方法获得的结果.

介绍了一种针对微观流场检测数字粒子图像测速技术,通过添加荧光显微装置,改进激光入射与照明方式及聚焦平面控制,解决了微观检测的关键问题。对微流体器件中几种典型微管道进行了理论与试验研究,并定量对比与分析了仿真与试验结果,结果显示Micro-PIV是适合于微米级流场检测的有效试验手段。

介绍了一种针对微观流场检测数字粒子图像测速技术，通过添加荧光显微装置，改进激光入射与照明方式及聚焦平面控制，解决了微观检测的关键问题。对微流体器件中几种典型微管道进行了理论与试验研究，并定量对比与分析了仿真与试验结果，结果显示Micro—PIV是适合于微米级流场检测的有效试验手段。

在叶轮内流场的非接触式测试中,必须在流场中置入随流前进的示踪粒子.以数学分析方法详细计算讨论了提高粒子跟随性的条件,即为改善测试结果的可靠性,在测试系统光学设备可辨识的条件下,选用的粒子的粒度应尽量小.这一结论将有助于提高流场测试精度.