基于PIV技术不同形式防波堤周围涡旋场特性研究

郄禄文，杜闯，张翔，蒋学炼

（1.河北大学 建筑工程学院，河北 保定 071002；2.天津城市建设学院 天津 300384）

PIV（Particle Image Velocimetry），又称粒子图像测速法，是20世纪70年代末发展起来的一种瞬态、多点、无接触式的基于流场图像分析的非接触式二维流场测量技术。PIV技术的特点是超出了单点测速技术（如LDV）的局限性，能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。PIV技术除向流场散布示踪粒子外，所有测量装置并不介入流场，有能够实现无扰动精确有效测量二维流场的流速分布形式的特点。粒子成像测速技术是流场可视化研究中的一个最新发展，它是伴随着光纤、微电子、激光、数字信号处理和图形图像处理等高新技术的发展而发展起来的，目前在各领域应用得非常广泛。

多年来，涡旋波流动的理论和应用研究一直受到很多学者的关注。但由于早期实验流体力学理论和测试技术的限制，以前的研究者大都采用相机对流场进行拍照的实验手段，对涡旋波流场进行了一些定性的分析和比较，还未能获得涡旋波形成机理的精确描述。Pedley等（1985）用平行光对上壁面周期性压缩的槽道内流体进行拍照，观察并得到了涡流波流场的静态照片。Sobey（1985）用配有250W闪光灯的尼康相机在周期震荡的流体经过的槽道中，用荧光珍珠粉作为示踪粒子，在柯达胶卷上拍摄了涡旋波流场的静态照片，定性的分析了涡旋波流场的特性。PIV技术在不干扰槽道内部原始流场分布的状态下进行流速测定，具有较高的准确度和精确性。……