[發明專利]一種PIV示蹤粒子壁面播撒裝置

有效

• 申請號: 201810373316.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108627673B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 張傳鴻
• 申請（專利權）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: G01P5/20
• 分類號: G01P5/20
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明公開了一種PIV示蹤粒子壁面播撒裝置，屬于近壁區域流動測量領域。該裝置包括粒子發生器、高壓軟管和壁面粒子注射裝置；粒子發生器包括進氣口、粒子出口和攪拌器；粒子發生器的粒子出口通過高壓軟管與壁面粒子注射裝置連接；壁面粒子注射裝置具有一個空腔、一個粒子注射孔和一個薄蓋板，空腔上設置有粒子注射孔，粒子注射孔下游設置有壓力傳感器，空腔的上方設置有薄蓋板；解決了現有的PIV示蹤粒子播撒方法無法令PIV示蹤粒子進入到邊界層或超空泡內部的問題，達到了將PIV示蹤粒子注入近壁區域，為開展超聲速或高超聲速邊界層轉捩和通氣超空泡等流動的機理研究提供了良好的技術支撐的效果。

技術領域

本發明實施例涉及近壁區域流動測量領域，特別涉及一種PIV示蹤粒子壁面播撒裝置。

背景技術

傳統的流速測量儀器大多只能進行單點測量，且是接觸式測量，無法對整個區域內的二維流場進行無擾動測量。隨著計算機技術與圖像處理技術的快速發展，PIV(Particle Image Velocimetry，粒子圖像測速)突破了傳統單點測量限制，可以瞬時無接觸測量流場中一個截面上的二維速度分布，且具有較高的測量精度。因此，PIV技術被廣泛地應用在氣流和水流的流體力學研究中。

對于水下運動物體而言，近壁區域流動關系到物體減阻問題；對于空氣動力學流動尤其是超聲速、高超聲速流動，氣動加熱問題與運動物體近壁區域的流動也密切相關。在利用PIV技術進行全場速度測量時，一些近壁區域的流動測量，比如層流邊界層、轉捩區域的邊界層以及超空泡內部等，采用常規的主流區域示蹤粒子播撒方法，即在上游段來流區域播撒示蹤粒子，由于邊界層或超空泡內部流動缺乏足夠的物質和能量交換，會出現示蹤粒子難以進入測試的近壁區域的內部，導致相關速度場難以計算的問題。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種PIV示蹤粒子壁面播撒裝置。該技術方案如下：

第一方面，提供了一種PIV示蹤粒子壁面播撒裝置，該裝置至少包括粒子發生器、高壓軟管和壁面粒子注射裝置；

粒子發生器包括進氣口、粒子出口和攪拌器；

粒子發生器的粒子出口通過高壓軟管與壁面粒子注射裝置連接；

壁面粒子注射裝置具有一個空腔、一個粒子注射孔和一個薄蓋板，空腔上設置有粒子注射孔，粒子注射孔下游設置有壓力傳感器，空腔的上方設置有薄蓋板。

可選的，高壓軟管上安裝有流量計。

可選的，粒子發生器的粒子出口設置在粒子發生器的上端，粒子發生器的進氣口設置在粒子發生器的下端。

可選的，攪拌器設置在粒子發生器內的底部；

攪拌器與電動機連接，電動機用于帶動攪拌器旋轉。

可選的，在使用時壁面粒子注射裝置放置在測試區域的內部。

本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

該PIV示蹤粒子壁面播撒裝置包括粒子發生器、高壓軟管和壁面粒子注射裝置，粒子發生器包括進氣口、粒子出口和攪拌器，粒子發生器的粒子出口通過高壓軟管與壁面粒子注射裝置連接，壁面粒子注射裝置具有一個空腔、一個薄蓋板和一個粒子注射孔，空腔上設置有粒子注射孔，粒子注射孔下游設置有壓力傳感器，空腔的上方設置有薄蓋板；解決了現有的PIV示蹤粒子播撒方法無法令PIV示蹤粒子進入到邊界層或超空泡內部的問題，達到了將PIV示蹤粒子注入近壁區域，為開展超聲速或高超聲速邊界層轉捩和通氣超空泡等流動的機理研究提供了良好的技術支撐的效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。