Application Note: PIV-002

超音速燃燒流場的 PIV 測量存在以下困難：火焰的噪聲導(dǎo)致 PIV 雙曝光相機(jī)的 B 幀圖像過曝光；高超流場的粒子播撒均勻性和跟隨性由于高溫燃燒存在，更需要加以考慮。

圖 1 高超燃燒火焰流場

實(shí)驗(yàn)選擇了高敏感、低噪聲、 100ns 雙曝光間隔時(shí)間的 PIV 相機(jī)，以及液晶快門解決 B 幀過曝光問題；粒子的選擇、播撒是和客戶共同解決，涉及到保密，在本資料不作描述。

超音速高溫燃燒流場測量實(shí)驗(yàn)設(shè)備：

實(shí)驗(yàn)采用的是型號為 PIVView-200mJ-5.5M 的 PIV 系統(tǒng)，為了保護(hù)相機(jī)，單獨(dú)為相機(jī)加工了相機(jī)保護(hù)罩。

液晶快門為型號 300061，快門開啟和關(guān)閉的時(shí)間為 30us，最大工作頻率 540FPS。同步器的 AUX 通道為液晶快門提供觸發(fā)信號和工作電壓。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整激光器輸出能量、相機(jī)曝光時(shí)間、激光器兩幀間隔時(shí)間 dt、液晶快門觸發(fā)時(shí)間和觸發(fā)脈寬、粒子播撒濃度和粒徑，最終得到了清晰的 A，B 幀 PIV 圖像。

圖 2 PIV 相機(jī)

圖 2 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場

圖 3 液晶快門波長通過率曲線

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖 4 A 幀圖像                                                       圖 5 B 幀圖像

B 幀圖像，火焰的影響基本消除，和 A 幀的亮度、粒子濃度基本一致，可以看到清晰的粒子圖像。

PIV 實(shí)驗(yàn)的速度絕對值和速度場分布和用戶數(shù)值模擬數(shù)據(jù)的結(jié)果能夠相互印證，符合基本的流場規(guī)律。該實(shí)驗(yàn)同時(shí)驗(yàn)證了液晶快門、高敏感度相機(jī)在燃燒、高超流場中的作用。