PIV操作规程总结

.PIV一、特别留意事项执行。使用激光器前，认真检查各系统是否连接正确。相机不能长时间连接电源，做完试验后确定将电源线拔掉。翻开激光器前，必需安装上相机镜头盖。做试验前确定要盖上滤光片激光器必需每周至少使用一次，否则性能将下降。试验时，不允许非试验人员在试验室停留。二、开机前:〔相机、激光器和计算机。需要留意：激光器电源开启后需要预热一段时间才能投入使用，100再开激光。激光器主机正面面板上有四个拨动开关INT为内触发EXT外触发外触发时，请进展相应操作。SYSTEMON〔PUMPON。待预热阶段完毕后，开启激光〔LASERON〕再开启挡光板的开.关〔SHUTTEROPEN〕的开关便会放射激光。(内触发时会在SHUTTER开启后马上出光，外触发时需要在软件中选择采集后激光才会出光)留意保护相机。三、标定操作流程与采集试验数据流程〔1〕开启计算机〔2〕启动DynamicStudio标定操作流程把相机盖盖上〔确定要盖上量的平面；在片光平面中放入标定靶，并移动标定靶的位置，使片光进入标定靶整个面的小孔，然后保持标定靶的位置不变，并关闭激光，翻开相机盖；运行DynamicStudio软件，建一个Database并按键切换到采集模式〔如以以下图SystemControlFreeRun”来进展调焦，使相机尽可能清楚的拍到标定靶，并且调焦调到是拍到标定靶的点尽可能清楚，一般用鼠标放大最中心〔此时相机不用滤光镜；.ofimages〕1〔见以以下图〕→点击Acquire〔此时〕→切换到AcquiredData栏→点击SaveforCalibration，把数据存为标定数据；然后再分别向前和向后、左右翻转、扭转移动坐标靶对称的采集几个位置。一般采集为七张图片。采集并存储完成后，按键切换到分析模式，先观看采集的七张图片亮度是否适宜，假设不适宜可以依据下面的步骤调整：imageprocessing——》imageArihmetic——》〔也可以利用第三块中的功能〕——》OK.照片的照片亮度调整适宜候，接着进展验证：calibrations——》.imageModelFitDot,200×200mmpinholecameramodel.。采集试验数据操作流程标定完成后，相机、片光的位置不要变。把相机加上滤光片，激光器切换到外触发模式并按下Laseron和Shutter做好发光预备；子，加水充分搅拌使其溶解，之后将其倒入要测量的流体中。开启试验装置，使待测流体到达待测速度。分别在frame1和frame2LASER1和到的粒子亮度和浓度适宜为止。DynamicStudioTimeBetweenPulses→输入采集频率→输入采集图片数→点击AcquireAcquiredData击SaveinDatabas〔后面会解释参数如何设置〕采集并存储完成后，切换到分析模式，进展分析。分析方法在后面介绍。采集时需要设定的主要参数如下：.相机双帧模式与单帧模式Timebetweenpulses为跨帧时间T，依据拍摄图像粒子移动距离1/25-82Triggerrate为拍摄频率。Numberofimages为拍摄照片对的数量。FreeRun其连续不停。Preview用于试拍摄，激光发光，其连续不停。可以观测激光能量和所加粒子浓度是否适宜。Acquire用于正式采集。留意标定时，用没有滤光镜的相机拍照前，确定将激光器关掉。在做试验前，确定先安装上滤光镜。使用AcquireSaveforCalibration。假设是PIVSaveforDatabase。选择ClearBuffers.留意：在采集并储存完数据后，就可以切换到分析模式进展数据分析了。对采集的试验数据的处理可先截取所需图片：AnalysisimageprocessingROIExtract,进展截取图片lmagemin/max——》subtract,空格键选定这次处理的图与上一次图片进展降噪。在所采集的图片上双击显示对应图片，右击选择ShowContentsList〔对后面全部右击，只要消灭都适用〕就可以看到对应图片Analysis〔留意此时是进展图片的分析，与后面矢量图的分析有区分。就可以看到不太明显的粒子。.调整图片灰度界面对试验图片分析得到矢量图在原始图片上右击选择AnalysisPIVSignalAdaptiveCorrelation→OK就得到了矢量图用Masking图片不需要分析的区域，简洁划分工具界面点击DefineMaskMask.有多种工具可供选择，显示红色的地方，在后面的运算中，将不会被分析计算。ImageMasking可对原始图片进展分析计算〔Mask的区域。一般不建议对原始图片进展MASKPIV析后再对所得矢量图进展MASK。imagemaskingDefineMask，然后选定所做的Mask合成三维矢量图其中一张矢量图上点击右键——Analyze——StereoPIV——StereoPIVprocessing——翻开界面后默认即可——OK。.对合成的矢量图求流线和涡量Vector&DerivativesVector&Derivatives→ScalarDerivatives→ok8Analysis→statistics→vectorstatistics→Allvectors(inclsubstitute)

valid.9Analysis→plotsprofileplot→然后取一条需要的线→OK四以下是对软件上数据分析功能的具体介绍以下功能介绍在对试验数据分析时有需要时可以查阅ImageProcessing图片像素分析界面ImageArithmetic表示对像素的加减乘除运算。DefineImageBalance定义片光的修正，进展片光平滑。ImageBalancing进展片光修正。imagebalance所用图片需尽可能的多〔50张，且所用图片无背景图为佳。ROIExtract用于截取一局局部析用的图片区域。ImagemeanLIF应用。LIF应用，可考察激光稳定性。Imagemin/max图片像素最小与最大计算。Imagestitch然后拼接起来。Imagehistogram可以得到图片的像素分布状况。.图片重采样得到具体的标量图信息。Imageprocessinglibrary图像处理库。常用的图像处理方法可以在库中找到应用。ImageConversion图片对应挨次转换界面MakeSingleFrame用于保存某一单帧。MakeDoubleFrame用于用单帧转化为双帧。MakeReverseFrame由于反转图片挨次。ImageResolution用于转变图片的位深。5.3.PIVSignalPIV数据计算操作界面Cross-correlation相互关算法。AdaptiveCorrelation〔CrossCorrelation〕的根底上加了一些验证和过滤。点击将消灭下面的界面。其中Finalinterrogationsize32X3264X64为宜。Overlap表25%50%。其余2为宜。在options中，highaccuracysubpixelrefinement运用Peaklocking，选择后会减慢分析计算速度，一般建议在粒子直径小于一个像素时使用；Usedeformingwindows形网格可提高去处精度。其余选项可以保持默认状态。.自适应相互关法选项图过滤方法一般不用.验证选项PeakvalidationMinimunpeakheightrelativetopeak选项，建议movingaverage，Acceptancefactor0.1——0.15。UsingMovingAverage是在选定的矩阵中〔例如3X3〕UsingLocalMedian是在选定的矩阵中〔3X3〕验证中间网格矢量与相邻矢量的速度梯度，假设不合理，则承受中间值代替中间网格矢量。AverageCorrelation.FlexPIV初始界面FlexPIV用于自主绘制需要计算的网格。点击Edit进入下面的编辑状态。具体Manual。.就相当于转变以中心为准的网格外形。CoordinatesImageDewarping——当相机与拍摄平面成确定用度时，可以用此方法得到一个IMF标定数据。.以下方法是对所得矢量图的分析：MaskingMaskMas〔4.3.3。PIVSignalPeakValidation.AdaptiveCorrelationPeakValidation是一样的。其中，RelativetoZero-Peak〔AutoCorrelationRelativetoPeak1.08。RangeValidation可设定合速度、U方向速度和V方向速度范围进展过滤。MovingAverageValidationAdaptiveCorrelationUsingMovingAverage是一样的。.CoherenceFilterCoherenceFilteAdaptiveCorrelation中的UsingLocalMedian30；当计算矢量图〔Correlation〕64X64时，设置60。AverageFilter滑。.VectorStitching用于矢量图拼接。Vector&Derivatives.DMDSpectrum&DMDProjection〕方法主要从流体流淌稳定性〔时间和空间〕方面争论流场的特征，从而找出流场中流淌规律。.在上图中，横轴Lambda(r)表示流淌的衰减和增长，Lambda(i)表示频率。在式代表平均流场。DMDProjectionDMDSpectrum。PODSnapshot&PODProjection.POD〔ProperOrthogonalDecomposition〕主要从能量的角度来争论流场的特征，从而找出流场中流淌规律。0模式代表平均流场。0——4阶模式就足够了。coefficients可以得到不同时刻各模式的能量奉献状况。由上图中，可以得出流场带有周期性规律。.ScalarDerivatives可以得到速度梯度场、涡量场、涡旋强度场等等。Streamlines可以绘画流线。.流线效果图LineIntegralconvolution流线效果图LineIntegralconvolution可以画水纹图

水纹效果图.VectorStatistics统计平均流场效果图Vector/ScalarSubtraction&VectorArithmetic进展矢量的算术运算。PlotsScalarMap矢量图转化为标量图。.Extract可以得到某个变量在某些点上沿时间的变化状况；可比照两个点的特点〔差异。ProfilePlot可得到某个变量沿某几条线上的变化；比照两条线的差异。Spectrum对某一点进展谱分析。Coordinates只对矢量图有效VectorRotation/Mirroring对矢量进展转动或者镜像VectorStitching4.3.6PIVsignal中一样，用于矢量图拼接。VectorInterpolationTPS方法进展矢量插值。FlexPIV的操作，如云图，涡量、流线图的计算。.StatisticsPIV矢量分析：Analyze击PIVsignalAdaptiveCorrelationAdaptiveCorrelationAdaptiveCorrelation自适应相互关法，它是在相互关算法〔Cross.面。其中Finalinterrogationareasize 是迭代运算的最小网格，一般建议32X32或64X64为宜。Overlap表示在更大的网格范围内查找相关粒子进展计算一般选择25%或者50%其余选择框中，保持2为宜。在options中，highaccuracysubpixelrefinement运用的插值方法来改善Peaklocking，选择后会减慢分析计算速度，一般建议在粒子直径小于一个像素时使用；Usedeformingwindows适用于大流淌梯度时，运用变形网格可提高去处精度。其余选项可以保持默认状态。自适应相互关法选项图过滤方法一般不用.验证选项对Peakvalidation中一般使用Minimunpeakheightrelativetopeak1.08。LocalNeighborhoodValidation一般用Usemovingaverage，Acceptancefactor一般设0.10.15。UsingMovingAverage是在选定的矩阵中〔3X3〕验证中间网格矢量与相邻矢量的速度梯度，假设不合理，则承受平均值代替中间网格矢量；UsingLocalMedian是在选定的矩阵中〔例如3X3〕验证中间网格矢量与相邻矢量的速度梯度，假设不合理，则承受中间值代替中