粒子图像测速仪在大型工业风洞研究的应用发展[外文翻译].doc

附件C：译文

粒子图像测速仪在大型工业风洞研究的应用发展

摘要
一个粒子图像测速（PIV）系统为综合工业风洞研究开发在德国航空航天中心已使用10年时间。因为PIV技术系统设计的重点集中在可携性，模块化和可靠性，使它成为在经营成本高的现代风洞中所需的检测仪器。典型的应用需要大量观察距离（> 5米）和较大的观察区域（>600x400mm2），最近引进数码影像允许的PIV技术数据的快速可用性和反馈在风洞中的运作。结果最近PIV技术的应用通过提出一些例子说明这些便携式系统的灵活性：（1）刀片/涡流在直升机旋翼模型的相互作用。（2）配置在（德国和荷兰风洞）6 × 8平方米的DNW大型低速检测设备对正在着陆的飞机模型下降气流的检测。（3）在该地区的二维高扬程空气金属薄膜的流动。这些结果都显示PIV技术在每个方案中提供瞬时速度和平均速度的巨大优势。当前的发展方向是扩大PIV技术在风洞环境中三维数据的检测开发。
介绍
粒子图像测速（PIV）技术是一种非侵入性光学测量技术，允许对一个二维流场截面的瞬间捕捉。该技术在短时间内连续两次照亮粒子，利用粒子运动推断气流的二维平面投影。由于其作为一个新的工具引入流体力学研究更是十年前，现在PIV技术已经非常成熟，允许其在包括要求苛刻的应用领域不断扩大工业研究项目。这编文章在于概述PIV技术其本身[1，2，3]。
在德国航空航天中心的PIV系统设计
在过去的十年里在德国航空航天中心哥廷根大学的研究中心测量部一直致力于PIV技术的系统开发和应用，特别是德国航空航天中心风洞的广泛使用[4，5，6，7]。在这一进程的若干方面的设计都必须遵守：（1）可携性，允许在德国航空航天中心哥廷根大学风洞外设置;（2）模块化，以适应每个隧道独特的功能；（3）可靠性，许多设施高运营成本和有限的可用性。产生额外要求的原因在于，基本上所有的PIV在申请参加与德国航空航天中心的空气流动速度的地方通常情况下扩大到超音速领域。该粒子必须足够小（≈1纳米），以准确记录流动情况，从而需要使用高功率脉冲激光来提供足够的散射信号使粒子传感器接收到。最后，PIV风洞操作过程中对数据的快速可用性要允许反馈，以优化数据采集，甚至调查流程。因此，也需要一个软件，可以同时提供数据的快速查看，以及一批大型数据处理的需要。