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二维粒子图像测速实验中三维涡旋可测性分析

陈槐 朱立俊 范红霞 王建中 王志寰

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[J]. 水科学进展, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
引用本文: 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[J]. 水科学进展, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
CHEN Huai, ZHU Lijun, FAN Hongxia, WANG Jianzhong, WANG Zhihuan. Detection of 3-D vortex in the 2-D PIV experiment:analytical solution and application[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
Citation: CHEN Huai, ZHU Lijun, FAN Hongxia, WANG Jianzhong, WANG Zhihuan. Detection of 3-D vortex in the 2-D PIV experiment:analytical solution and application[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011

二维粒子图像测速实验中三维涡旋可测性分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51609146);南京水利科学研究院青年基金资助项目(Y216008)
详细信息
    作者简介:

    陈槐(1987-),男,江苏高淳人,博士,主要从事水力学及河流动力学研究。E-mail:chenhuai@nhri.cn

  • 中图分类号: TV131

Detection of 3-D vortex in the 2-D PIV experiment:analytical solution and application

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 51609146).
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-25
  • 刊出日期:  2017-09-25

二维粒子图像测速实验中三维涡旋可测性分析

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
    基金项目:  国家自然科学基金资助项目(51609146);南京水利科学研究院青年基金资助项目(Y216008)
    作者简介:

    陈槐(1987-),男,江苏高淳人,博士,主要从事水力学及河流动力学研究。E-mail:chenhuai@nhri.cn

  • 中图分类号: TV131

摘要: 现今二维粒子图像测速(PIV)广泛应用,为进一步提高PIV测量结果对紊流及水流和泥沙相互作用机理的理解,分析了二维PIV中三维涡旋的可测性。结合涡旋识别的旋转强度方法、坐标旋转定理和紊流经典Burgers涡模型,推导得出:二维PIV能否检测出三维涡旋,主要受涡旋环量和旋涡与测量平面之间的倾角两个因素影响,且仅当涡旋环量大于某一特定值(为倾角的函数)时,三维涡旋才可以被测量出。利用广泛使用的直接数值模拟(DNS)槽道紊流数据统计分析,得出了该条件下倾角和环量的相关曲线与拟合方程;结合环量概率密度累积分布可知,在常规二维PIV实验中,涡旋被测量出的概率越大,相应的倾角也越大,其中以90%、50%和10%的概率被测量出的三维涡旋与测量平面间分别呈20°、11°和5°的倾角。

English Abstract

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[J]. 水科学进展, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
引用本文: 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[J]. 水科学进展, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
CHEN Huai, ZHU Lijun, FAN Hongxia, WANG Jianzhong, WANG Zhihuan. Detection of 3-D vortex in the 2-D PIV experiment:analytical solution and application[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011
Citation: CHEN Huai, ZHU Lijun, FAN Hongxia, WANG Jianzhong, WANG Zhihuan. Detection of 3-D vortex in the 2-D PIV experiment:analytical solution and application[J]. Advances in Water Science, 2017, 28(5): 738-744. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.05.011

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