本文關(guān)鍵詞：煙跡流動顯示與PIV技術(shù)的開發(fā)及其在橋梁風(fēng)洞試驗(yàn)中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 流動顯示 粒子圖像測速 互相關(guān)分析 渦激振動 數(shù)值模擬

【摘要】：流動顯示技術(shù)能夠直觀的顯示流體的運(yùn)動狀態(tài),結(jié)合PIV算法,還可以定量分析流場的特征參數(shù)和分布情況,是實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)研究中的重要技術(shù)手段。采用點(diǎn)激光器結(jié)合鮑威爾棱鏡產(chǎn)生的片光源,以四氯化鈦?zhàn)鳛闊熿F劑,實(shí)現(xiàn)了對風(fēng)洞中物體繞流圖像的顯示。利用此技術(shù),記錄了圓柱繞流流動顯示圖像和扁平箱梁渦激振動流動顯示圖像,并與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了對比和討論；以聚苯乙烯作為示蹤粒子,使用自行設(shè)計(jì)的簡化PIV裝置,獲取了槽道流PIV圖像,并利用一種改進(jìn)的PIV算法定量分析了流場特性,探討了該套裝置在生物醫(yī)學(xué)及河流水文等領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。論文的具體研究內(nèi)容如下：1、采用點(diǎn)激光器結(jié)合鮑威爾棱鏡產(chǎn)生的片光源,以四氯化鈦?zhàn)鳛闊熿F劑,記錄了圓柱繞流圖像,觀察到了剪切層中的不穩(wěn)定波。同時使用三種湍流模型對圓柱繞流進(jìn)行數(shù)值模擬并與實(shí)際圖像進(jìn)行對比分析,討論了三種湍流模型模擬圓柱繞流的優(yōu)缺點(diǎn)。2、基于Runge-Kutta算法,提出了對結(jié)構(gòu)流致振動響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值求解的方法。對Runge-Kutta算法計(jì)算結(jié)果與Fluent計(jì)算網(wǎng)格更新之間存在的差異進(jìn)行了修正處理,并通過Anagnostopoulos和Bearman實(shí)驗(yàn)參數(shù)驗(yàn)證了該數(shù)值求解方法的可靠性。采用該方法完成了對兩自由度箱梁渦激振動的數(shù)值模擬。開展了二自由度懸掛系統(tǒng)箱梁節(jié)段模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn),記錄了扭轉(zhuǎn)渦振流動顯示圖像及該風(fēng)速下的靜止繞流圖像,對比分析了數(shù)值模擬圖像與實(shí)際流動圖像之間的差異性,并討論了流固耦合作用對箱梁繞流的影響。3、基于FFT互相關(guān)理論提出了一種改進(jìn)的PIV算法,通過增加搜索半徑來提高對較大位移粒子圖像的計(jì)算精度,并利用標(biāo)準(zhǔn)PIV粒子圖像驗(yàn)證了該算法的可靠性。同時利用自行設(shè)計(jì)的簡化PIV裝置,以聚苯乙烯作為示蹤粒子,采用消費(fèi)級相機(jī)獲得了槽道流的PIV粒子圖像�；趯Ω鞣N分辨率及幀速率的圖像進(jìn)行的分析,討論了引起計(jì)算誤差的可能原因。并展望了使用該裝置在生物醫(yī)學(xué)及河流水文等領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。
【關(guān)鍵詞】：流動顯示 粒子圖像測速 互相關(guān)分析 渦激振動 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 摘要6-7
• abstract7-11
• 第1章 緒論11-26
• 1.1 引言11-13
• 1.2 流動顯示技術(shù)簡介13-20
• 1.2.1 流動顯示技術(shù)的選擇原則13
• 1.2.2 流動顯示技術(shù)的現(xiàn)狀13-18
• 1.2.3 新一代流動顯示技術(shù)18-20
• 1.3 橋梁的渦激振動簡介20-25
• 1.3.1 橋梁渦激振動實(shí)例20-23
• 1.3.2 渦激振動研究現(xiàn)狀23-25
• 1.4 本文研究的意義及內(nèi)容25-26
• 第2章 圓柱繞流顯示及數(shù)值模擬26-45
• 2.1 圓柱繞流顯示實(shí)驗(yàn)26-34
• 2.1.1 激光片光技術(shù)27-30
• 2.1.2 數(shù)字圖像簡介30-31
• 2.1.3 MATLAB圖像增強(qiáng)31-34
• 2.2 圓柱靜態(tài)繞流數(shù)值模擬34-40
• 2.2.1 圓柱繞流研究現(xiàn)狀34-37
• 2.2.2 湍流的模擬37-39
• 2.2.3 圓柱數(shù)值模擬39-40
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及對比分析40-43
• 2.4 本章小結(jié)43-45
• 第3章 箱梁渦振的數(shù)值模擬及流動顯示45-58
• 3.1 Fluent動網(wǎng)格更新45-47
• 3.1.1 動網(wǎng)格更新方法45-46
• 3.1.2 Fluent用戶自定義函數(shù)46-47
• 3.2 渦激振動結(jié)構(gòu)響應(yīng)求解47-49
• 3.2.1 振動方程求解47
• 3.2.2 網(wǎng)格更新參數(shù)修正47-49
• 3.3 圓柱渦振算例驗(yàn)證49-51
• 3.3.1 數(shù)值模型建立49-50
• 3.3.2 計(jì)算結(jié)果及分析50-51
• 3.4 箱梁渦振模擬及流動顯示51-57
• 3.4.1 箱梁渦振數(shù)值模型建立51-52
• 3.4.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析52-55
• 3.4.3 試驗(yàn)結(jié)果分析對比55-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第4章 二維PIV的改進(jìn)算法及實(shí)現(xiàn)58-77
• 4.1 PIV測速原理58-60
• 4.2 互相關(guān)分析技術(shù)60-64
• 4.2.1 直接互相關(guān)法60-62
• 4.2.2 基于FFT的互相關(guān)法62-63
• 4.2.3 FFT互相關(guān)算法改進(jìn)63-64
• 4.3 亞像素處理64-65
• 4.4 錯誤矢量識別與修正65-66
• 4.4.1 頻域低通濾波修正65
• 4.4.2 基于判別式的修正65-66
• 4.5 PIV算法驗(yàn)證66-69
• 4.6 PIV槽道流流場測試69-75
• 4.6.1 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)69-70
• 4.6.2 結(jié)果分析及應(yīng)用探討70-75
• 4.7 本章小結(jié)75-77
• 第5章 結(jié)論與展望77-79
• 5.1 結(jié)論77-78
• 5.2 展望78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 附錄A84-93

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范潔川;流動顯示技術(shù)的若干現(xiàn)狀與發(fā)展[J];氣動實(shí)驗(yàn)與測量控制;1995年01期

2 唐敏中;滾擺非定常流場的定量流動顯示[J];流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)與測量;2000年02期

3 周璐,王正華,李曉梅;計(jì)算流動顯示的并行處理研究[J];空氣動力學(xué)學(xué)報(bào);2002年S1期

4 金輝,韓艷霞;光學(xué)流動顯示的原理及其應(yīng)用發(fā)展[J];甘肅科技;2005年09期

5 孫啟明;流動顯示的現(xiàn)狀和發(fā)展[J];氣動實(shí)驗(yàn)與測量控制;1989年03期

6 ;激光空間流動顯示及流態(tài)圖象采集處理系統(tǒng)研究通過部級鑒定[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);1992年03期

7 申功p，

本文編號：1013374