[发明专利]一种PIV示踪粒子壁面播撒装置

说明书

本发明公开了一种PIV示踪粒子壁面播撒装置，属于近壁区域流动测量领域。该装置包括粒子发生器、高压软管和壁面粒子注射装置；粒子发生器包括进气口、粒子出口和搅拌器；粒子发生器的粒子出口通过高压软管与壁面粒子注射装置连接；壁面粒子注射装置具有一个空腔、一个粒子注射孔和一个薄盖板，空腔上设置有粒子注射孔，粒子注射孔下游设置有压力传感器，空腔的上方设置有薄盖板；解决了现有的PIV示踪粒子播撒方法无法令PIV示踪粒子进入到边界层或超空泡内部的问题，达到了将PIV示踪粒子注入近壁区域，为开展超声速或高超声速边界层转捩和通气超空泡等流动的机理研究提供了良好的技术支撑的效果。

技术领域

本发明实施例涉及近壁区域流动测量领域，特别涉及一种PIV示踪粒子壁面播撒装置。

背景技术

传统的流速测量仪器大多只能进行单点测量，且是接触式测量，无法对整个区域内的二维流场进行无扰动测量。随着计算机技术与图像处理技术的快速发展，PIV(Particle Image Velocimetry，粒子图像测速)突破了传统单点测量限制，可以瞬时无接触测量流场中一个截面上的二维速度分布，且具有较高的测量精度。因此，PIV技术被广泛地应用在气流和水流的流体力学研究中。

对于水下运动物体而言，近壁区域流动关系到物体减阻问题；对于空气动力学流动尤其是超声速、高超声速流动，气动加热问题与运动物体近壁区域的流动也密切相关。在利用PIV技术进行全场速度测量时，一些近壁区域的流动测量，比如层流边界层、转捩区域的边界层以及超空泡内部等，采用常规的主流区域示踪粒子播撒方法，即在上游段来流区域播撒示踪粒子，由于边界层或超空泡内部流动缺乏足够的物质和能量交换，会出现示踪粒子难以进入测试的近壁区域的内部，导致相关速度场难以计算的问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种PIV示踪粒子壁面播撒装置。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种PIV示踪粒子壁面播撒装置，该装置至少包括粒子发生器、高压软管和壁面粒子注射装置；

粒子发生器包括进气口、粒子出口和搅拌器；

粒子发生器的粒子出口通过高压软管与壁面粒子注射装置连接；

壁面粒子注射装置具有一个空腔、一个粒子注射孔和一个薄盖板，空腔上设置有粒子注射孔，粒子注射孔下游设置有压力传感器，空腔的上方设置有薄盖板。

可选的，高压软管上安装有流量计。

可选的，粒子发生器的粒子出口设置在粒子发生器的上端，粒子发生器的进气口设置在粒子发生器的下端。

可选的，搅拌器设置在粒子发生器内的底部；

搅拌器与电动机连接，电动机用于带动搅拌器旋转。

可选的，在使用时壁面粒子注射装置放置在测试区域的内部。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

该PIV示踪粒子壁面播撒装置包括粒子发生器、高压软管和壁面粒子注射装置，粒子发生器包括进气口、粒子出口和搅拌器，粒子发生器的粒子出口通过高压软管与壁面粒子注射装置连接，壁面粒子注射装置具有一个空腔、一个薄盖板和一个粒子注射孔，空腔上设置有粒子注射孔，粒子注射孔下游设置有压力传感器，空腔的上方设置有薄盖板；解决了现有的PIV示踪粒子播撒方法无法令PIV示踪粒子进入到边界层或超空泡内部的问题，达到了将PIV示踪粒子注入近壁区域，为开展超声速或高超声速边界层转捩和通气超空泡等流动的机理研究提供了良好的技术支撑的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。