清华大学学报(自然科学版)

作者：陈启刚, 钟强

单位：1. 北京交通大学 土木建筑工程学院, 北京 100044;<br>2. 中国农业大学 水利与土木工程学院, 北京 100083

关键词：体视粒子图像测速,测量精度,粒子图像,时间间隔,速度梯度

体视粒子图像测速（stereoscopic particle image velocimetry，SPIV）技术是根据2台相机各自连续拍摄的至少2帧粒子图像测量平面三维流场，其测量结果的精度与粒子图像时间间隔的设置有关。利用层流和明渠紊流实验数据，分析粒子图像时间间隔对SPIV测量精度的影响，结果表明：当时间间隔满足1/4准则时，层流整体测量精度随时间间隔的增加而提高，但在速度梯度较大区域，当判读窗口内粒子间位移差不满足2/3准则时，测量精度会随时间间隔的增加而降低；明渠紊流外区测量精度未发现随时间间隔发生显著变化，但近壁区过大的速度梯度使2/3准则不再被满足，测量精度随时间间隔增加而显著降低；当不满足1/4准则时，各流动的测量误差均增大。利用SPIV开展平面三维流场测量时应遵循以下实用原则：粒子图像时间间隔应满足1/4准则，在此基础上，速度梯度较小的流动尽量使用较大的时间间隔，而速度梯度较大的流动宜取满足2/3准则条件的最大时间间隔。

来源：2020年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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