《速度場和壓力場耦合測量的三脈衝層析PIV測量系統研究》是依託浙江大學，由高琪擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：速度場和壓力場耦合測量的三脈衝層析PIV測量系統研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：高琪
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著層析粒子圖像測速技術（PIV）的發展，PIV體測量時空解析度有了大幅提高，這為三維壓力場重構提供了技術支持。由於採用高速雷射和高速相機的層析PIV技術在雷射能量和成像質量上存在的不足，人們提出了三脈衝PIV理念，旨在通過高能低速的PIV設備實現流場加速度場的計算從而還原流場壓力場。本課題將開展三脈衝層析PIV實驗技術的研究，通過層析PIV技術來實現三維流動速度場和壓力場的耦合測量，為實驗研究複雜的三維流動提供高精度、高解析度的實驗測量技術。項目將在實驗設備研發、層析PIV數據處理算法和壓力重構算法最佳化三方面展開研究，最終實現完全具有自主智慧財產權的三脈衝層析PIV測量系統的研製。
結題摘要
隨著層析粒子圖像測速技術（PIV）的發展，PIV體測量時空解析度有了大幅提高，這為三維壓力場重構提供了技術支持。由於採用高速雷射和高速相機的層析PIV技術在雷射能量和成像質量上存在的不足，人們提出了三脈衝PIV理念，旨在通過高能低速的PIV設備實現流場加速度場的計算從而還原流場壓力場。本課題將開展三脈衝層析PIV實驗技術的研究，通過層析PIV技術來實現三維流動速度場和壓力場的耦合測量，為實驗研究複雜的三維流動提供高精度、高解析度的實驗測量技術。首先，研製三脈衝雷射器以及三曝光PIV用相機，研發三脈衝層析PIV 實驗測量系統（包括硬體系統和軟體系統）。其次，研究三維壓力場重構技術。最後，實現速度場/壓力場耦合測量的驗證實驗。實驗測量系統的研發，完成了三脈衝雷射去的改造和研製，完成了三曝光PIV用照相機的研製，完成了層析PIV測量系統軟體開發及壓力重構算法的軟體封裝。在算法研究中提出了基於物理約束的速度場後處理技術，提出了基於反擴散方程和壓縮感知的粒子重構算法，提出了先進的三維加速度場和壓力場重構的快速算法，完成了將完整的Navier-Stokes方程套用於PIV速度場後處理的技術，這種將實驗流體力學和計算流體力學相結合的方法將極大地改善測量數據的質量，是未來流場後處理一個重要發展方向。最終申請了10項專利，其中已授權8項。發表SCI論文11篇，EI論文1篇。完成專利轉化2項，相關專利以轉化到北京立方天地科技發展有限公司。層析PIV技術被美國德克薩斯農機大學、航天氣動院、浙江大學和山東齊魯大學等4家研究單位套用，而壓力重構的軟體模組被山東省科學院海洋儀器儀表研究所、齊魯工業大學、河北大學、浙江大學、海爾集團、福州大學、清華大學、中科院力學所、中科院山西煤化所、中國特種設備檢測研究院等10家單位套用。總計培養博士生3名，碩士生4名。
