采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响

王龙; 李丹勋; 杨胜发; 钟强; 王兴奎

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采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响

王龙, 李丹勋, 杨胜发, 钟强, 王兴奎

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王龙, 李丹勋, 杨胜发, 钟强, 王兴奎. 采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响[J]. 水科学进展, 2009, 20(5): 626-631.

引用本文:

王龙, 李丹勋, 杨胜发, 钟强, 王兴奎. 采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响[J]. 水科学进展, 2009, 20(5): 626-631.

WANG Long, LI Dan-xun, YANG Sheng-fa, ZHONG Qiang, WANG Xing-kui. Influence of sampling frequency and sample size on turbulence statistics in open-channel flow measurements[J]. Advances in Water Science, 2009, 20(5): 626-631.

Citation:

采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响

1.
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京, 100084;
2.
重庆交通大学重庆市水利水运工程重点实验室, 重庆, 400074

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50579032;50779023);清华信息科学与技术国家实验室平台部支持

详细信息

作者简介:
王龙(1980- ),男,河北安国人,博士研究生,主要从事紊流研究.E-mail:wanglong04@mails.tsinghua.edu.cn.

中图分类号: TV131.22

Influence of sampling frequency and sample size on turbulence statistics in open-channel flow measurements

1.
State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2.
School of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China(No.50579032;50779023).

摘要: 为了研究采样频率和样本容量对明渠紊流统计特征值的影响,利用粒子图像测速技术,对明渠恒定均匀水流的二维流速分布进行测量,获得了包含340535个样本的流场时间序列.对该大容量时间序列进行抽样,得到不同采样频率和容量条件下的一系列子序列.对比分析各子序列的时均流速、紊动强度及雷诺应力的变化特点,发现存在临界的采样频率和样本容量,紊动统计特征参数在临界值以下波动较大,而在临界值以上基本趋于稳定;要满足同一测量精度,时均流速对采样频率和样本容量的要求最低,紊动强度次之,雷诺应力最高.
- 紊流 /
- 粒子图像测速仪 /
- 采样频率 /
- 样本容量 /
- 紊动统计特征值
Abstract: The influences of sampling frequency and sample size on the accuracy of turbulence measurements are experimen tally investigated.A set of 340535 velocity data are first sampled at a frequency of 600Hz with the particle image velocimetry to measure the turbulent parameters of the flow.A series of statistical samples corresponding to various sampling frequencies and sample sizes are then achieved by extracting data from the original data set.Comparison of the mean velocity,turbulent in tensity,and Reynolds stress obtained from these samples reveals that sampling frequency and sample size both show a threshold value above which the measured turbulence characteristics become relatively stable,and that,to achieve the same level of the experimental accuracy,the required sampling frequencies and sample sizes increase progressively in evaluating mean velocity,turbulence intensity and Reynolds stress.
- turbulence /
- particle image velocimetry /
- sampling frequency /
- sample size /
- turbulence characteristics

[1]	姜国强,张晓元,李炜.PIV在横流中的湍射流实验研究中的应用[J].水科学进展,2002,13(5):588-593.(JIANG Guo-qiang,ZHANG Xiao-yuan,LI Wei.Study on round turbulent jet in a cross flow with PIV[J].Advances in Water Science,2002,13(5):588-593.(in Chinese))
[2]	梁东方,李玉梁,陈嘉范.采用DPIV技术研究浅水平板岛屿尾流[J].水科学进展,2004,15(6):711-716.(LIANG Dong-fang,LI Yu-liang,CHEN Jia-fan.Research on shallow plate wake using DPIV[J].Advances in Water Science,2004,15(6):711-716.(in Chinese))
[3]	王龙,李丹勋,王兴奎.高帧频明渠紊流粒子图像测速系统的研制和应用[J].水利学报,2008,39(7):781-787.(WANG Long,LI Dan-xun,WANG Xing-kui.High frame frequency particle image velocimetry for experimental study of open channel turbulent flow[J].Journal of Hydraulic Engineering,39(7):781-787.(in Chinese))
[4]	NEZU I,NAKAGAWA H.Turbulence in open-channel flows[M].Netherlands:A A Balkema,1993:96-97.
[5]	KAFTORI D,HETSRONI G,BANERJEE S.Particle behavior in the turbulent boundary layer.Ⅱ:Velocity and distribution profiles[J].Phys Fluids,1995,7(5):1107-1121.
[6]	MUSTE M,YU K,FUJITA I,et al.Two-phase versus mixed-flow perspective on suspended sediment transport in turbulent channel flows[J].Water Resour Res,2005,41(10):W10402.
[7]	LI Dan-xun,WANG Xing-kui.Sample size for ensemble averaged PTV measurements in open channel flows[C/CD]//FLUCOME 2007 Ninth International Symposium:Fluid Control Measurement & Visualization.Florida:Tallahassee,2007.
[8]	NEZU I,RODI W.Open-channel flow measurements with a laser doppler anemometer[J].Journal of Hydraulic Engineering,1986,112(5):335-355.

[1]	陈槐, 朱立俊, 范红霞, 王建中, 王志寰. 二维粒子图像测速实验中三维涡旋可测性分析 . 水科学进展, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
[2]	柴朝晖, 方红卫, 王茜, 刘同宦, SONG Yunhao. 水流和电解质对黏性泥沙絮凝沉降影响试验 . 水科学进展, 2017, 28(2): 285-292. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.02.014
[3]	李文杰, 刘华, 杨胜发, 王涛, 张鹏. 横向振动格栅紊流紊动特性试验 . 水科学进展, 2016, 27(1): 49-56. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.01.006
[4]	苗蔚, 陈启刚, 李丹勋, 钟强. 泥沙起动概率的高速摄影测量方法 . 水科学进展, 2015, 26(5): 698-706. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.011
[5]	王浩, 李丹勋, 陈启刚, 王兴奎. 基于图像处理的明渠紊流近壁区条带结构试验 . 水科学进展, 2015, 26(2): 257-264. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.02.014
[6]	许慧, 李国斌, 尚倩倩, 张明. 淹没丁坝群二维水流数值模拟新方法 . 水科学进展, 2014, 25(3): 407-413.
[7]	陈启刚, 李丹勋, 钟强, 王兴奎. 基于模式匹配法的明渠紊流涡结构分析 . 水科学进展, 2013, 24(1): 95-102.
[8]	柴朝晖, 杨国录, 王茜, 余明辉. 紊流对粘性细颗粒泥沙絮凝影响 . 水科学进展, 2012, 23(6): 808-814. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1757.011
[9]	刘九夫, 谢自银, 鲍振鑫, 朱元甡. 洪水频率分析的次序统计量 . 水科学进展, 2010, 21(2): 179-187.
[10]	鲁俊, 王玲玲. 几种紊流模型在底坎紊流分离流计算中的对比 . 水科学进展, 2009, 20(2): 255-260.
[11]	张金凤, 张庆河, 卢昭. 颗粒沉降的格子Boltzmann模拟与PIV实验验证 . 水科学进展, 2009, 20(4): 480-484.
[12]	李艳红, 李栋, 范静磊. 含淹没植物河流水流紊动强度最大值及其影响因素 . 水科学进展, 2007, 18(5): 706-710.
[13]	沙海飞, 吴时强, 陈振文. 泄洪洞整体三维紊流数值模拟 . 水科学进展, 2006, 17(4): 507-511.
[14]	杨中华, 槐文信. 采用RNG紊流模型计算静止环境中圆形负浮力射流 . 水科学进展, 2004, 15(6): 760-764.
[15]	肖勇, 金忠青. 固壁紊流流速分布指数型公式和阻力规律——(Ⅱ)过渡区 . 水科学进展, 1999, 10(1): 64-68.
[16]	汤一波, 金忠青. 脉动压力的紊流分形特征 . 水科学进展, 1998, 9(4): 361-366.
[17]	陆永军, 袁美琦. 潮汐河口二维动床紊流模型 . 水科学进展, 1998, 9(2): 151-158.
[18]	马福喜. 一个新紊流模式的检验及其应用 . 水科学进展, 1997, 8(2): 142-147.
[19]	肖勇, 金忠青. 固壁紊流流速分布指数型公式和阻力规律——(Ⅰ)粗糙区 . 水科学进展, 1997, 8(2): 148-153.
[20]	王晋军, 董曾南. 过渡粗糙平板紊流边界层统计特性试验研究 . 水科学进展, 1991, 2(2): 73-80.

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采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响

1. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京, 100084;

2. 重庆交通大学重庆市水利水运工程重点实验室, 重庆, 400074

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50579032;50779023);清华信息科学与技术国家实验室平台部支持

作者简介:
王龙(1980- ),男,河北安国人,博士研究生,主要从事紊流研究.E-mail:wanglong04@mails.tsinghua.edu.cn.

收稿日期: 2008-10-29
刊出日期: 2009-09-25

中图分类号: TV131.22

关键词:

紊流 /

摘要: 为了研究采样频率和样本容量对明渠紊流统计特征值的影响,利用粒子图像测速技术,对明渠恒定均匀水流的二维流速分布进行测量,获得了包含340535个样本的流场时间序列.对该大容量时间序列进行抽样,得到不同采样频率和容量条件下的一系列子序列.对比分析各子序列的时均流速、紊动强度及雷诺应力的变化特点,发现存在临界的采样频率和样本容量,紊动统计特征参数在临界值以下波动较大,而在临界值以上基本趋于稳定;要满足同一测量精度,时均流速对采样频率和样本容量的要求最低,紊动强度次之,雷诺应力最高.

English Abstract

王龙, 李丹勋, 杨胜发, 钟强, 王兴奎. 采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响[J]. 水科学进展, 2009, 20(5): 626-631.

引用本文:

王龙, 李丹勋, 杨胜发, 钟强, 王兴奎. 采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响[J]. 水科学进展, 2009, 20(5): 626-631.

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采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响

作者简介:
王龙(1980- ),男,河北安国人,博士研究生,主要从事紊流研究.E-mail:wanglong04@mails.tsinghua.edu.cn.

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采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响

1. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京, 100084;

2. 重庆交通大学重庆市水利水运工程重点实验室, 重庆, 400074

作者简介:
王龙(1980- ),男,河北安国人,博士研究生,主要从事紊流研究.E-mail:wanglong04@mails.tsinghua.edu.cn.

English Abstract

Influence of sampling frequency and sample size on turbulence statistics in open-channel flow measurements

1. State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;

2. School of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

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作者简介: 王龙(1980- ),男,河北安国人,博士研究生,主要从事紊流研究.E-mail:wanglong04@mails.tsinghua.edu.cn.

Influence of sampling frequency and sample size on turbulence statistics in open-channel flow measurements

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采样频率及样本容量对明渠紊流统计值的影响

1. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京, 100084; 2. 重庆交通大学重庆市水利水运工程重点实验室, 重庆, 400074

作者简介: 王龙(1980- ),男,河北安国人,博士研究生,主要从事紊流研究.E-mail:wanglong04@mails.tsinghua.edu.cn.

English Abstract

Influence of sampling frequency and sample size on turbulence statistics in open-channel flow measurements

1. State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China; 2. School of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

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作者简介:
王龙(1980- ),男,河北安国人,博士研究生,主要从事紊流研究.E-mail:wanglong04@mails.tsinghua.edu.cn.

1. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京, 100084;

2. 重庆交通大学重庆市水利水运工程重点实验室, 重庆, 400074

作者简介:
王龙(1980- ),男,河北安国人,博士研究生,主要从事紊流研究.E-mail:wanglong04@mails.tsinghua.edu.cn.

1. State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;

2. School of River and Ocean Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China