许相辉, 蒋甲利, 牛中国, 宁继鹏, 刘 捷

(中国航空工业空气动力研究院 低速高雷诺数气动力航空科技重点实验室, 哈尔滨 150001)

圆柱尾流场的Tomo-PIV测量

许相辉*, 蒋甲利, 牛中国, 宁继鹏, 刘 捷

(中国航空工业空气动力研究院 低速高雷诺数气动力航空科技重点实验室, 哈尔滨 150001)

层析粒子图像测速(Tomo-PIV)是一种先进的光学测量技术，能够定量获取三维体视流场结构，可作为诸如湍流、多涡系干扰等三维复杂流场的有效测量手段。为了实现该技术在风洞模型测量中的应用，研究了工程应用和数据处理方法。在中航工业气动院FL-5风洞，选取12mm直径的圆柱体作为试验模型，应用Tomo-PIV技术测量了圆柱三维尾流场，通过解决体光源引入、示踪粒子投放和现场标定等关键技术以及对数据处理方法的研究，成功获得了圆柱体后方典型的三维卡门涡流场。测量区域约95mm×70mm×8.5mm，粒子图像分辨率达到20 pixels/mm，包含数万个速度矢量数据，实现了Tomo-PIV的风洞试验验证。

光学测量；Tomo-PIV；圆柱尾流；流场测量；风洞

0 引 言

粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry，简称PIV技术)最早出现于20世纪80年代中期，是由固体力学中的测量二维平面内形变的激光散斑测量技术引申发展而来，该技术是一种先进的定量流场测量技术，它克服了热线/激光多普勒测速只能测量单点的限制，可以快速准确地一次测量出某一瞬间某个截面的空间流场，获取几千甚至上万个点的速度，得到该截面流场的空间结构和速度矢量场，PIV

技术既可测量定常流场又可测量非定常流场，尤其在测量非定常具有复杂时空结构的流场时有着重要的作用，这些技术上的优势是其他技术无法比拟的[1-3]。……