PIV测试中示踪粒子性能的研究

发布时间：2017-03-27 22:20

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【摘要】：为了为以后的内燃机PIV流场测试中示踪粒子的选取找出一条理论依据，，本文从现有理论出发，采用理论与实践相结合的原则，探索了粒子在内燃机燃烧室流场中跟随性的存在条件以及其影响因素之间的定量规律。深入学习现有PIV测试技术方面的知识和内燃机燃烧室内流场理论，在研究的基础上进行理论分析，对试验结果进行分析、归纳并总结规律，对原有理论进行必要的修改和发展。详细分析了示踪粒子在燃烧室内运动受力的情况，建立了示踪粒子在内燃机燃烧室中的力学模型，提出了内燃机燃烧室内流场的PIV测试中示踪粒子跟随性的判别方法。 通过对一些试验获得的内燃机汽缸内流场的PIV照片的分析，和理论模拟的结果相对照，结果表明，内燃机燃烧室中流场的PIV测试结果的好坏与示踪粒子的直径、密度和散光特性有直接关系。提出了示踪粒子发生的一些方案，并在对其中的两个方案进行了的验证，取得了令人满意的结果。 本文所进行的理论分析和试验研究工作，丰富和完善了内燃机燃烧室内流场的PIV测试，为进一步完善内燃机燃烧室内流场的PIV试验和理论提供了良好基础。
【关键词】：内燃机 PIV 示踪粒子
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TK401
【目录】：

• 前言7-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 PIV技术的基本原理8-10
• 1.2 PIV测速技术的发展概要10-11
• 1.3 本课题的研究内容11-13
• 2 PIV测试中示踪粒子跟随性的研究13-52
• 2.1 颗粒运动的描述方法13-14
• 2.1.1 单颗粒运动模型13
• 2.1.2 多流体模型13
• 2.1.3 颗粒轨迹模型13
• 2.1.4 颗粒在湍流中的跟随性研究13-14
• 2.2 湍流场中颗粒运动的Lagrange方程及其求解14-16
• 2.2.1 粘性阻力14
• 2.2.2 压力梯度力14
• 2.2.3 附加质量力14-15
• 2.2.4 Basset力15
• 2.2.5 Magnus升力15
• 2.2.6 Saffman升力15
• 2.2.7 重力和浮力15-16
• 2.3 内燃机缸内流场中示踪粒子跟随性模型的建立16-18
• 2.3.1 关于缸内流场的一些简化16-17
• 2.3.2 示踪粒子跟随性的数学模型17-18
• 2.4 结果分析18-51
• 2.4.1 示踪粒子密度对跟随性的影响19-31
• 2.4.2 示踪粒子直径对跟随性的影响31-38
• 2.4.3 各种力对示踪粒子跟随性的贡献38-51
• 2.5 结论51-52
• 3 PIV系统的光学性质分析52-56
• 3.1 粒子的散射性质52-53
• 3.2 粒子的成像分析53-56
• 3.2.1 CCD光学参数及镜头参数53
• 3.2.2 一些相关条件53-54
• 3.2.3 单粒子成像54-56
• 4 PIV系统示踪粒子的产生56-59
• 4.1 雾化:压力和旋转雾化器56-57
• 4.1.1 压力雾化器56
• 4.1.2 旋转雾化器56-57
• 4.2 凝结发生器57
• 4.3 雾化、鼓风和超声发生器57-59
• 5 结论59-68
• 5.1 实验获得的一组PIV测试的流场图60-63
• 5.2 通过StarCD模拟得到的速度场照片63-67
• 5.3 结果分析67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-74

【引证文献】

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1 王伟;李安桂;;应用2DPIV研究通风房间空气流动[J];建筑热能通风空调;2008年04期

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本文编号：271208