海洋湍流混合是控制大洋環(huán)流的重要因素,波浪在上層海洋混合中起重要作用,波-湍相互作用是非破碎波浪致湍流混合的重要機(jī)制。我們基于風(fēng)-浪-流多功能實驗水槽開展實驗,利用ADV(Acoustic Doppler Velocimeter)和PIV(Particle Image Velocimetry)測量了水體速度脈動,希望闡明波-湍相互作用的強(qiáng)度和機(jī)理。本文主要分析單純格柵振動產(chǎn)生湍流實驗獲取的部分PIV數(shù)據(jù),聚焦于PIV影像亞像素匹配精度、PIV使用過程中粒子濃度、直徑和每對照片的時間間隔對測量結(jié)果的影響,以及格柵振動產(chǎn)生湍流的基本特征等問題。利用計算機(jī)仿真粒子圖像精確控制仿真粒子亞像素位移,討論了不同窗口下二次多項式曲面擬合法與基于梯度亞像素位移算法的匹配精度以及粒子濃度和大小的影響。針對粒子均勻移動的理想情況,發(fā)現(xiàn)二次多項式曲面擬合法的匹配精度隨匹配窗口的增大而提高,而基于梯度亞像素位移算法的匹配精度幾乎不隨匹配窗口的增大而改變,在匹配窗口為16×16、32×32、64×64時,兩種亞像素算法的匹配精度均在0.1個像素內(nèi)。針對理想旋渦的粒子圖像,在匹配窗口為16×16的情況下,兩種匹配...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 波致混合研究現(xiàn)狀
        1.1.1 波浪破碎致湍流混合
        1.1.2 波-湍相互作用
        1.1.3 非破碎表面波致湍流混合
    1.2 振動格柵產(chǎn)生湍流
    1.3 PIV測量技術(shù)介紹
    1.4 本文擬解決的主要問題及主要工作內(nèi)容
第二章 PIV亞像素匹配精度及粒子大小和濃度的影響
    2.1 計算機(jī)仿真粒子圖像生成方法
    2.2 亞像素位移匹配算法介紹
        2.2.1 互相關(guān)匹配算法獲取整像素位移
        2.2.2 二次多項式曲面擬合法
        2.2.3 基于梯度的亞像素位移算法
    2.3 粒子均勻移動情況下曲面擬合法與基于梯度亞像素位移算法精度對比
    2.4 粒子濃度對測量結(jié)果的影響
        2.4.1 利用二次多項式曲面擬合法得到的結(jié)果
        2.4.2 利用基于梯度位移算法得到的結(jié)果
    2.5 粒子直徑對測量結(jié)果的影響
        2.5.1 利用二次多項式曲面擬合法得到的結(jié)果
        2.5.2 利用基于梯度亞像素位移算法得到的結(jié)果
    2.6 理想渦旋流場下的誤差分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 水槽中格柵振動產(chǎn)生湍流的PIV數(shù)據(jù)分析
    3.1 格柵振動產(chǎn)生湍流實驗介紹
        3.1.1 實驗水槽情況
        3.1.2 格柵振動產(chǎn)生湍流實驗情況
    3.2 原始圖像的分析與處理
        3.2.1 粒子圖像的數(shù)據(jù)質(zhì)量分析
        3.2.2 粒子圖像中所含粒子大小與粒子濃度分析
    3.3 兩種亞像素算法匹配結(jié)果比較
    3.4 格柵湍流特征分析及PIV不同時間間隔影響
        3.4.1 速度場基本特征分析
        3.4.2 流速的概率分布特征
        3.4.3 湍流的均勻各向同性特征
        3.4.4 頻率及波數(shù)譜分析
        3.4.5 格柵振動產(chǎn)生湍流的長時序列分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 本文工作總結(jié)
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表文章目錄
致謝



本文編號：3856566