为研究过渡流下不同雷诺数Re,不同横向中心距Ps的异管径三圆柱绕流的流动特性,采用二维粒子图像测速系统(PIV)对过渡流下异管径三圆柱绕流进行可视化实验研究。结果表明,Re=120、150和200时,横向中心距的变化对上下游圆柱尾流有着明显影响。横向中心距的变化主要影响上下游圆柱的互相作用,从而引起尾流旋涡形态的变化。在研究的工况中,随着横向中心距的增大,上下游圆柱尾流的旋涡尺度逐渐减小,下游小圆柱前的时均速度越来越小,从而降低了有效雷诺数。

在自建的冷态横流-旋流喷雾两相掺混系统实验台上,采用PIV测量了掺混通道内气液两相掺混过程中液滴群的运动特性,获得了掺混流场中不同位置的液滴分布图像与流场结构特性。实验段结构为方腔（横截面尺寸为95mm×95mm）,喷嘴采用空心锥形雾化喷嘴。对影响掺混效果的主要参数（横流速度、喷嘴雾化压力、喷嘴雾化粒径）进行了详细研究,绘出了最佳掺混效果下各参数关系曲线。掺混过程主要受不同尺度的旋涡结构影响,液滴多富集于旋涡边缘,稳定的大尺度涡不利于掺混。提高掺混效果的途径即是避免流场中出现稳定的大尺度旋涡结构,采用喷嘴前倾布置、增加喷嘴个数、确定合适的横流速度均是提高掺混效果的有效途径。分析方法与研究结果为工程实际应用中掺混室结构的设计及掺混性能的改进提供了依据和参考。

采用粒子图像测速仪PIV,对柜式空调室内机离心风机叶轮出口内部流场进行了试验研究,揭示了离心风机沿叶高方向叶轮出口速度分布特性。通过CFD数值分析,得到了柜式空调室内机离心风机叶轮出口流动特性,结合PIV与CFD流场对比,验证了CFD方法的正确性。根据CFD数值模拟结果,获得了离心风机入口与导流圈间隙处的流动特性,并设计了一款新的离心风机,在满足生产装配要求的最小间隙条件下,改善了离心风机与导流圈间隙处的流场,降低紊流噪声,提高叶片在叶轮进口段的利用效率。试验测试表明,新设计的离心风机相比原来的离心风机,在不同转速下,风量略有提升,噪声声压级均可降低1 dB/A,功率下降2～5W,同时风叶重量减轻了350g（26.5%）,降低了离心风机成本。

应用PIV技术，实验研究了具有大的径向过流的动静圆盘系统间隙内流动。实验在流量系数Cw=26705和间隙比G=0．0845下，实验获得了在不同雷诺数和过流方向时的涡量、湍流强度、雷诺应力和速度分布。实验表明过流方向是流场结构变化的主要因素。同时，实验发现了一个重要的物理现象，即具有强迫过流的动静圆盘系统的流场分布，是由无过流时的动静圆盘系统流场和具有强迫过流双静止圆盘系统流场的叠加而形成。

分析讨论了PDA和PIV测量系统在旋转叶轮测量中的周向定位的方法,为PDA和PIV更好地应用于旋转叶轮内部流场的测量提出了建议.

基于某款轿车通过风洞试验研究了5种轮胎和3种轮辋对整车气动性能的影响及其相互作用,并利用PIV(粒子成像测速)对车轮区域的流场进行了测量对比。结果表明,不同花纹轮胎产生的阻力和升力系数差别分别达到了0.003和0.026,且该差别因轮辋造型而异。其次利用图像识别测量了不同轮胎受力旋转时的变形,还原了真实的轮胎几何以进行仿真计算。通过对比仿真计算和试验结果,分析了不同花纹轮胎造成气动性能差异的原因,为车轮的空气动力学开发提供了参考。

环量控制作为一种高效的主动流动控制技术,在飞行器的气动改善、姿态控制方面具有巨大潜力。本文设计一套可以实现向下吹气的环量控制装置,并将其应用于飞行器进行气动控制。首先,通过数值模拟选取环量控制参数,同时分析环量控制翼型的气动特性。通过风洞实验,对同尺寸常规舵面模型和带有环量控制装置的模型进行气动力和气动力矩研究;采用粒子图像测速(PIV)技术,对环量控制模型开展流场研究,分析该装置产生气动控制效果的流动机理。测力实验表明吹气系数Cμ=0.04时,环量控制机翼升力最大增加32.4%,滚转力矩最大增加60.3%。PIV测流场实验表明,较高速度的射流使机翼后缘的气流发生了偏转,增加了环量,改变了机翼受力。引入"有效升阻比"的概念,分析环量控制机翼的吹气效率,结果表明,当吹气系数Cμ=0.02时,有效升阻比最大,环量控制机翼的吹气...

水轮机轴部应用磁性液体密封时,存在密封转速低、不稳定等现象,密封液体流场特性对密封失效有重大影响.基于数值计算的方法,对比了磁性液体动、静密封时密封液体的流场特性,并进行了实验验证.结果表明,密封压力对密封液体流场影响较小,轴转速对密封液体流场影响较大.该结论可为设计水轮机主轴的磁性液体密封装置提供理论指导.

核主泵是压水型反应堆核电站中的核心设备之一。开展核主泵内部流场的实验研究，对泵水力部件优化设计、提高泵的性能、增强泵运行稳定性等有至关重要的作用。为充分认识其内部流动的真实结构，拟采用目前较先进的非接触式光学流场测量仪器粒子图像速度场仪（PIV）对泵内流场进行测量。针对300MW轴流式核主泵模型，设计了内流测量实验台，提出高温超高压系统的生成办法；认为运用进口窗和出口窗两种测量方案，可以实现包括叶轮、导叶、叶轮与导叶间隙等在内的全流道三维速度测量；给出窗口开设位置的确定方法，并提出解决叶片相互遮挡及测量同步性保证的方案。为进行模型泵的实验研究提供参考。

数字化粒子迹线测速技术（DPTV）是根据曝光时间内示踪粒子形成的图像来确定流体瞬时速度的。PTV系统的优势是对硬件要求低、计算快、方便操作。但是，粒子迹线测速方法存在速度方向模糊的问题，且在曝光时间内，示踪粒子可能由光带内运动到光带外，这必然导致测速的不准确。该文提出了一种能消除方向模糊性的方法，并且分析了造成DPTV测速出现错误向量的原因和错误向量出现的概率。