全场颗粒粒径速度测量系统

全场颗粒粒径速度测量系统Copyright©2005TSIIncorporated1第1页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated2全场颗粒粒径—速度测量系统第2页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated3GSV系统系统包括光学及机械单元以及INSIGHT3GGSV模块对于一个全场颗粒粒径—速度的喷雾液滴测量系统仅需要在一个单相机的PIV系统中加入GSV部件（无需重新购置全部系统）第3页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated4GSV系统的独特性瞬时的全场测量同时进行液滴大小和速度测量光学信号的收集角

测量具有不同折射率的液滴测量不同性质的液滴GSV系统可以在很宽泛的实验条件范围下进行测量

可适合不同种类的液滴,正在反应或燃烧的液滴,具有不同折射率的液滴非常简便的由单相机PIV系统扩展得到完整的系统可以用时测量速度和粒径——GSV第4页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated5GSV系统的独特性最佳的光学和图像采集系统布置用条形光圈可以适应最大的液滴浓度测量范围独特的处理算法

利用PM窗口算法进行条纹分析和速度跟踪GSV系统可以使用所有的

POWERVIEWPlus系列相机同时显示粒径场和速度场信息可以得到粒径和速度的相关信息第5页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated6射流分析全场射流分析及空间模式分析对射流的宏观分析对射流的微观分析全场粒径-速度系统GSV第6页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated7应用对射流细节的诊断全场速度测量到全场粒径-速度的综合测量简便的GSV系统实现方案

完整的系统(PIV和GSV)对密度射流的射流模式分析对射流的微观和宏观分析可扩展到其它的全场测量方式利用PLIF进行燃烧分析其它标量（温度、浓度）的测量第7页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated8特征全场图像系统

同时得到液滴直径和速度结果利用基于米氏散射理论普遍的散射成像逼近

(GSI)及球形颗粒微细分层散射模型来测量液滴直径可应用于

同种液滴或折射率不同的不同种液滴的测量（应用背景非常广泛）可由一个单相机PIV系统扩充而成GSV系统可以在一个完整PIV系统基础上进行扩充而成第8页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated9GSV系统的原理液滴的散射光有强烈的方向角方向角模式产生统一的散射角度间距该间距-与液滴的直径大小成反比散焦的图像能够提供

角度的空间（尺寸）信息已知成像时间间隔的图像对——PIV提供速度测量信息

第9页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated10GSV系统的特点最佳的方向角可以利用周期散射强度空间周期分布间隔成像对折射率变化的影响不敏感提供最佳可见度的信号用条形光圈拍摄产生窄条的成像模式

减小重叠和震荡模式

可以增加最大可测量的液滴的浓度

成对的连续拍摄图像图像拍摄操作及后处理与PIV速度测量的方式一致放大率可由校准过程得到第10页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated11系统配置POWERVIEW系列相机条形光圈透镜脉冲激光片光源液体射流第11页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated12通过条形光圈进行图像拍摄的结果一维光强分布第12页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated13GSV–粒径测量结果第13页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated14粒径和速度测量结果第14页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated15被测颗粒（液滴）粒径分布Panet.al(2005)第15页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated16粒径-速度相关第16页，共17页，2023年，2月20日，星期五Copyright©2005TSIIncorporated17GSV系统小结瞬时全场测量同时进行液滴的直径和速度测量GS