[发明专利]用于绕流流场横截面全流场的PIV检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种PIV检测装置，其主要应用于绕流流场横截面的全流场检测。 

背景技术

PIV是流动显示技术、激光技术和图像处理技术相结合的产物，自提出以来，经过近三十年的发展，PIV现在已经成为一种研究流体运动的先进手段。目前已成功应用于诸如湍流、多相流、大尺度及微尺度流动、高速流动、复杂的工程流动、微重力流动、生物学、医学、燃烧学等各个领域与学科。但是，由于PIV工作时往往是在单侧打片光，因此对固体壁面绕流流动现象的研究，一次实验只能获取打光一侧的实验数据，背光一侧由于激光片光无法穿透固体壁面，因此无法获得相应的流场实验数据。特别是，绕流流动往往存在非定常性，采用分别在两面打光然后再合成处理的实验方案，将会由于无法精确匹配前后两次测量的非定常流场，而导致实验很难获得真实的全流场数据。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于绕流流场横截面全流场的PIV检测装置，其在一次实验中，可以同时获取绕流流场横截面全流场的数据，避免现有技术因采用多次测量数据“拼接”的方式导致绕流全流场数据失真，从而影响了PIV技术的测量精度。 

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案： 

一种用于绕流流场横截面全流场的PIV检测装置，包括PIV片光发生装置、PIV数据分析处理装置、CCD摄像机以及流场，所述流场内安装有绕流成形试验件，所述绕流成形试验件的横轴线中心部位同轴安装光学玻璃片，且PIV片光发生装置所发出的片光平面以及CCD摄像机的法线方向均穿过绕流成形试验件的横轴线中心。 

所述绕流成形试验件包括两块金属试验件，光学玻璃片安装在两块金属试验件之间。 

所述的流场是含有固体壁面的绕流流场。 

根据以上的技术方案，将实现以下的有益效果： 

本发明在流场内安装绕流成形试验件，并在该绕流成形试验件的横轴线中心部位同轴安装光学玻璃片，因此，既能够保证PIV片光发生装置所发出的片光穿过绕流成形试验件，导致实验时，可以同时观测到绕流成形试验件上下表面的流动状态，又通过绕流成形试验件避免了流动中的三维流动干扰测量部位的实验结果，同时也节约了加工成本。实验时将 片光调整至绕流成形试验件纵向截面中心位置处，使片光可以垂直地透过光学玻璃片，利用CCD相机同时获取绕流成形试验件上下表面的流动数据。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图； 

图2是本发明所述绕流成形试验件的结构示意图； 

其中：PIV检测装置1；计算机2；同步器3；激光器4；光学片光5；CCD摄像机6；绕流成形试验件7；第一金属试验件81；第二金属试验件82；光学玻璃片9；螺栓固定孔10。 

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。 

如图1和图2所示，本发明所述用于绕流流场横截面全流场的PIV检测装置1，包括PIV片光发生装置、PIV数据分析处理装置、CCD摄像机以及流场，图中所示的PIV片光发生装置为激光器，PIV数据分析处理装置为内存有PIV数据分析软件的计算机，所述流场内安装有绕流成形试验件，所述绕流成形试验件的横轴线中心部位同轴安装光学玻璃片，且PIV片光发生装置所发出的片光平面以及CCD摄像机的法线方向均穿过绕流成形试验件的横轴线中心。 

如图2所示，本发明所述绕流成形试验件包括两块金属试验件81和82，光学玻璃片安装在两块金属试验件之间。并在两金属试验件上分别开设螺栓固定孔，便于实验时，将绕流成形试验件安装在流场内，本发明是安装在风洞内。 

所述的流场是含有固体壁面的绕流流场，以便于安装绕流成形试验件。 

针对翼型在各迎角下的动态流场开展了PIV实验研究，实验方案的实验设备由图1所示的PIV试验装置和图2所示的绕流成形实验件组成。实验时将片光调整至光学玻璃片纵向截面中心位置处，使片光可以透过光学玻璃片的中心，利用CCD摄像机同时获取实验件上下表面的流动数据。 

通过上述绕流流场横截面全流场的PIV片光实验方案，就可获得翼型在各试验工况下的流场实验结果。