[发明专利]一种基于PIV的瓦斯燃烧流场示踪粒子跟随性计算方法

说明书

本发明公开了一种基于PIV的瓦斯燃烧流场示踪粒子跟随性计算方法，包括步骤：一、确定瓦斯燃烧流场中示踪粒子所受的力；二、分析示踪粒子所受的力的相对重要性，得出示踪粒子所受的重要力；三、根据获取的示踪粒子所受的重要力改进BBO方程；四、根据改进的BBO方程，获取瓦斯燃烧流场中示踪粒子跟随性公式；五、根据获取的瓦斯燃烧流场中示踪粒子跟随性公式，获取瓦斯燃烧流场中示踪粒子的跟随性。本发明得出影响瓦斯燃烧流场内示踪粒子的跟随因素与示踪粒子本身特性有关和瓦斯燃烧流场的形态有关，得出同一示踪粒子参数在不同瓦斯燃烧流场的跟随性不同的结论，为瓦斯燃烧流场PIV测试中如何选择示踪粒子提供了理论依据。

技术领域

本发明属于瓦斯爆炸流场测定示踪粒子计算法方法，具体涉及一种基于PIV的瓦斯燃烧流场示踪粒子跟随性计算方法。

背景技术

粒子示踪的全场光学测量技术是近十余年来才发展起来的流动测量技术，其中最具有代表性的是粒子图像测速技术PIV，以PIV技术为代表的粒子示踪全场光学测量是非直接测量技术，是以示踪粒子的图像来代表流场的图像,以测量的粒子运动来代表流场的运动，示踪粒子相对于被测瓦斯燃烧流体的跟随性,很大程度上影响着流场的测量精度，因此，全场光学测量中的示踪粒子是针对其跟随性进行选择的，所选择的示踪粒子能够完全反映所显示的瓦斯燃烧流体运动，测量得到的粒子运动也就认为是所测瓦斯燃烧流体的流场分布。

瓦斯燃烧流场PIV测试的基本原理就是利用示踪粒子的速度间接反映瓦斯流场的速度，现有技术中，对示踪粒子跟随性研究存在以下问题：1、对于某一时间和空间尺度的流场，如何控制或选择不影响流速测量可信的示踪粒子的大小和密度；2、对于特定的示踪粒子，在不同的流场中跟随瓦斯燃烧流体质点的程度及随流场结构或尺度变化的定量关系待明确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于PIV的瓦斯燃烧流场示踪粒子跟随性计算方法，分析了影响瓦斯燃烧流场内示踪粒子的跟随因素不仅与示踪粒子本身特性有关，还与瓦斯燃烧流场的形态有关，得出同一示踪粒子参数在不同瓦斯燃烧流场的跟随性不同的结论，为瓦斯燃烧流场PIV测试中如何选择示踪粒子提供了理论依据。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于PIV的瓦斯燃烧流场示踪粒子跟随性计算方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、确定瓦斯燃烧流场中示踪粒子所受的力；

步骤二、分析步骤一中示踪粒子所受的力的相对重要性，得出示踪粒子所受的重要力；

步骤三、根据步骤二中获取的示踪粒子所受的重要力改进BBO方程；

步骤四、根据步骤三中改进的BBO方程，获取瓦斯燃烧流场中示踪粒子跟随性公式；

步骤五、根据步骤四中获取的瓦斯燃烧流场中示踪粒子跟随性公式，获取瓦斯燃烧流场中示踪粒子的跟随性。

上述的一种基于PIV的瓦斯燃烧流场示踪粒子跟随性计算方法，步骤二中所述分析步骤一中示踪粒子所受的力的相对重要性，得出示踪粒子所受的重要力的具体方法为对步骤一中确定的示踪粒子所受的力作量级比较，得出示踪粒子所受的重要力。

上述的一种基于PIV的瓦斯燃烧流场示踪粒子跟随性计算方法，步骤一中所述瓦斯燃烧流场中示踪粒子所受的力包括：粘性阻力F_D、压力梯度力F_P、附加质量力F_vm、Basset力F_B、Magus升力F_m、Saffman升力F_sa、Stokes阻力F_s、重力F_g和浮力F_a。