[發明專利]一種近壁面流速測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201910585926.4
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110308302B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 朱一丁
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G01P5/22
• 分類號: G01P5/22
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 蔣冬梅;栗若木

1.一種近壁面流速測量方法，其特征在于，包括：

獲取近壁面隨流體運動的粒子圖像時間序列；

將所述粒子圖像時間序列中的一幀粒子圖像劃分為多個矩形區域，通過橫向平移和橫向剪切變形每一個矩形區域與下一幀粒子圖像進行匹配，獲得所述近壁面的速度分布；

其中，所述通過橫向平移和橫向剪切變形每一個矩形區域與下一幀粒子圖像進行匹配，獲得所述近壁面的速度分布，包括：

根據以下式子計算兩幀粒子圖像在不同的橫向平移速度和橫向剪切率下的圖像相關值：

其中，I_s,n,U,ε＝I(s-U-(n-n₀)·ε,n)；I_s,n,U,ε表示第i幀粒子圖像中的光強分布，I′_s,n表示第i+1幀粒子圖像中的光強分布，s表示粒子圖像中矩形區域的中心橫向位置，n表示粒子圖像中矩形區域的縱向位置，n₀表示粒子圖像中矩形區域的中心縱向位置，U為第i幀粒子圖像內的矩形區域的橫向平移速度，ε為第i幀粒子圖像內的矩形區域的橫向剪切率；i為正整數；

從計算得到的圖像相關值中確定出最大圖像相關值，并得到所述最大圖像相關值對應的橫向平移速度；

根據所述最大圖像相關值對應的橫向平移速度，得到所述近壁面的速度分布。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：基于得到的所述速度分布，進行流動差異預測，得到全速度場信息。

3.一種近壁面流速測量裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，適于獲取近壁面隨流體運動的粒子圖像時間序列；

第一處理模塊，適于將所述粒子圖像時間序列中的一幀粒子圖像劃分為多個矩形區域，通過橫向平移和橫向剪切變形每一個矩形區域與下一幀粒子圖像進行匹配，獲得所述近壁面的速度分布；

其中，所述第一處理模塊，適于根據以下式子計算兩幀粒子圖像在不同的橫向平移速度和橫向剪切率下的圖像相關值：

其中，I_s,n,U,ε＝I(s-U-(n-n₀)·ε,n)；I_s,n,U,ε表示第i幀粒子圖像中的光強分布，I′_s,n表示第i+1幀粒子圖像中的光強分布，s表示粒子圖像中矩形區域的中心橫向位置，n表示粒子圖像中矩形區域的縱向位置，n₀表示粒子圖像中矩形區域的中心縱向位置，U為第i幀粒子圖像內的矩形區域的橫向平移速度，ε為第i幀粒子圖像內的矩形區域的橫向剪切率；i為正整數；

從計算得到的圖像相關值中確定出最大圖像相關值，并得到所述最大圖像相關值對應的橫向平移速度；

根據所述最大圖像相關值對應的橫向平移速度，得到所述近壁面的速度分布。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：第二處理模塊，適于基于得到的所述速度分布，進行流動差異預測，得到全速度場信息。

5.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，存儲有計算機程序，所述計算機程序被執行時實現如權利要求1至2中任一項所述的近壁面流速測量方法的步驟。