1实验背景
圆柱绕流实验是流体力学领域经典模型,可测量圆柱体所受阻力和升力,有助于研究结构建筑物的气动性能,同时实验可以测量不同位置的流速和压力分布,为流体动力学的计算提供数据支持。
基于自研RFlow流场测量软件,千眼狼工程师在PIV流场测量重点实验室开展了基于双目测量与向量合成原理的2D3C-PIV圆柱绕流实验。
2实验设备
1)水洞,0~0.6m/s速度可调,流向可调,实验参数0.2m/s。
2)PVC圆柱模型,规格直径80mm。
3)激光光源,强度7.48W。
4)千眼狼Revealer PIV高速摄像机,图像分辨率1280×1024 @500fps。
5)千眼狼Revealer RFlow流场测量软件。
3实验过程与实验数据
第一步 搭建2D3C PIV流场测量采集系统(2台高速摄像机)。
第二步 采用圆点双层标定板于位移平台上,置于水洞中,保持激光平面于标定板平面平齐,进行左右相机标定,左右相机高斯拟合误差在0.22Pixel以内。如图1、2所示。
图1
图2
第三步 撤出标定板,水中播撒适当浓度粒子,打开激光器,运行水洞,设置曝光时间1999μs,拍摄500帧的粒子图像。
第四步 使用RFlow软件,分析标定图像和采集的粒子图像,做空间维度的速度矢量重构。PIV计算参数如下:
4实验结果与结论
4.1 速度计算矢量图如下:
图3展示每一帧的流场,反应圆柱绕流流场的流动趋势。
图3
图4展示了空间视角下第一帧的流场,即不同角度下W方向速度分量。
图4
4.2 其他参数计算结果如图5所示:
图5
4.3 实验结论
通过PIV 2D3C圆柱绕流实验,可空间视角下清晰观察圆柱周围的流动特性,如涡街形成、流动分离等经典现象,为工程应用提供数据参考。
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