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千眼狼PIV粒子图像测速系统在水利工程研究中的应用

水利工程对生态有着一定的负面影响，大坝等工程建设会导致水生态系统破碎化，影响鱼类原生态环境。为解决水利工程对鱼类等生物的影响，常通过修建鱼通道来实现对鱼类等资源的保护。目前我国鱼通道建设依然存在难题，需要进一步研究鱼道建设运行状态，恢复和改善大坝对上下游鱼类种群的影响。

某高校科研团队利用千眼狼PIV粒子图像测速系统对模拟鱼通道内流场分布情况进行观察，对流速、流态数据值进行分析研究，评价鱼道的建设及运行状态，并对其运行提出合理化建议，以实现对鱼类更有效的保护。

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实验现场

模拟鱼通道实验

实验搭建模拟鱼池内过鱼通道流场，通过PIV粒子图像测速系统采集视场内鱼游动的过程，计算鱼游动周围的流场速度。此次实验结果为水利工程鱼道的过鱼效率及运行提供建设性意见。

PIV粒子图像测速系统

千眼狼PIV粒子图像测速系统是我司与清华大学共同研制，具有完全自主知识产权。与国内外知名厂商同台竞技，高质量通过PIV Challenge挑战赛考验，产品获得国际认可。系统选用国产PIV专用激光器搭配千眼狼高速摄像机，应用成果在Journal of Fluid Mechanics等顶级学术刊物发表。

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国际PIV挑战赛成绩

系统优势：

1. 具备高速跨帧功能的千眼狼高速相机，最高帧率100万fps,跨帧间隔400ns；

2. PIV挑战赛实战对比，达到国际先进水平的PIV算法；

3. 从软件到硬件的国产化，自主可控，可提供定制化服务；

4. 完善的服务体系，售前、售中、售后无忧服务。

测量原理：

PIV技术来源于流动显示技术，主要通过图像分析技术追踪散布在流场中微小颗粒，并用这些颗粒的运动来表征流体的运动，其具体操作过程为：首先在流场中布撒示踪粒子，使用532nm/527nm的激光或其他光源照亮所测流场区域，通过连续两次或多次曝光，粒子的图像被记录在底片上或成像CMOS面上；采用自相关法、互相关法以及颗粒跟踪等方法处理粒子图像，计算出流场中各点的流速矢量。

总结

根据测量能力的不同，千眼狼粒子图像测速系统主要包括：平面二维粒子图像测速（2D2C-PIV）、平面二维粒子示踪测速系统（2D2C-PTV）、平面二维激光诱导荧光系统（2D2C-PLIF）、平面三维粒子图像测速系统（2D3C-PIV）、立体三维粒子图像测速系统（3D3C-PIV）。

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