一种测量恒定流空间三维速度场的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于测量恒定流空间三维速度场的装置及方法，属于流体运动测量技术领域。装置包括摄像头（1）、两个或两个以上颜色各异的光源（2）、试验水槽（3）、示踪粒子（4）、毛玻璃（5）和坐标网格（6）。本发明专利技术利用两个或两个以上颜色各异的光源（2）照射试验水槽（3），使试验水槽（3）内随水流运动的示踪粒子（4）在毛玻璃（5）上产生颜色各异的点状阴影；根据相应颜色点状阴影的位置，使用特定算法计算得到示踪粒子（4）的三维坐标值，比较不同时刻相同示踪粒子（4）三维坐标值变化情况，可得到该空间位置三维流动速度；持续观测即可构建出观测空间恒定流的三维速度场。本发明专利技术使用简易的设备即可获取恒定流空间三维速度场，造价低廉、方法简单、使用便利。使用便利。使用便利。

【技术实现步骤摘要】
一种测量恒定流空间三维速度场的装置及方法


[0001]本专利技术涉及流体运动测量
，具体涉及一种用于观测恒定流空间区域三维速度场的装置和相应方法。

技术介绍

[0002]流体运动测量技术是实验流体力学的重要工具，对于研究和解决水利与海洋工程中的一系列流体力学问题具有重要意义。测量流体运动常采用流场显示方法，早期测量时会在流体中注入染色剂、漂浮物或示踪粒子作为示踪物，然后用照相机进行间歇拍照，得到不同时刻示踪物位置，从而得到其运动轨迹和速度。随着图像处理技术的发展，PIV（Particle Image Velocimetry，粒子图像测速技术）得到了迅速发展，它具有非接触、全场测量等特点，可以提供丰富的流场信息。由于使用激光片光源，PIV技术只能测量平面的二维或三维流场，若要测量空间三维流场，需要设置多个片光源或不停移动一个片光源，试验设备非常复杂，价格高昂，很难普及使用。

技术实现思路

[0003]为测量流体空间区域内恒定流动三维速度场，提供一种简单易行的装置与方法，持续测量并经过分析处理后，得到测量空间区域内的恒定流三维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量恒定流空间三维速度场的装置，其特征在于由摄像头（1）、光源（2）、试验水槽（3）、示踪粒子（4）、毛玻璃（5）和坐标网格（6）构成；所述摄像头（1）轴线和光源（2）轴线布置在同一平面；所述摄像头（1）轴线和光源（2）轴线之间呈0
°
至70
°
的角度；所述光源（2）包含两个或两个以上颜色各异的光源，各光源的轴线之间呈30
°
至140
°
的角度，光源发出的光为平行光束或近似平行的光束。2.如权利要求1所述的用于测量恒定流空间三维速度场的装置，其特征在于，所述试验水槽（3）由透明材料制作，布置在摄像头（1）和光源（2）之间，水槽内部充有流动状态恒定的流体。3.如权利要求1所述的用于测量恒定流空间三维速度场的装置，其特征在于，所述示踪粒子（4）为密度与试验流体接近的不透明颗粒。4.如权利要求1所述的用于测量恒定流空间三维速度场的装置，其特征在于，所述坐标网格（6）为透明薄片，薄片上面有黑色坐标网格线。5.一种用于测量恒定流空间三维速度场的方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1，试验水槽（3）内注入流动状态恒定的流体，在试验水槽（3）布置光源（2）一侧边壁外贴上坐标网格（6），在只使用环境散射光的条件下用摄像头（1）拍摄坐标网格（6）的原始位置，根据坐标网格（6）的原始位置确定拍摄图片各像素点的x、z坐标值；步骤2，在试验水槽（3）布置摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铂，陈宏，黄筱云，杜春艳，姚宇，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：