第一章：粒子图像测试技术与摄影测量法 1.1概述 粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry,.PIV)是在流动显示基 础上发展起来的一种散斑图像测速技术。该技术充分利用了像面上所“冻结”的 流场信息来剖析流体运动，具有非接触式测量的特点。PIV技术作为一种具有代 表性的运动追踪测量技术在各个应用研究领域中也显示出其独特的魅力与重要 价值，如在医学研究领域中血液流动测试、在工程领域中的管道测量、在环境研 究领域的搅拌器流动测试、水产养殖领域的人工渔礁周围流场测试、航空领域中 的飞行器风洞测试、汽车研究领域中的车体结构流动测试等等。目前PIV技术作 为一种流体测量技术的价值已在科研与工业中得到了充分的验证，应用举例见图 1-1。 (a)飞行器设计 (b)管道研究 (c)船舶研制 图1-1PIV在给个行业中的应用 在流体测量技术的发展中看粒子图像测速的技术特点 在过去的几十年里，为了满足人们研究流动的物理机理及动力学特性的需要， 流体测量技术取得了很多进展。以流速测量为例，传统的皮托管测速成本低、操 作简单，但它的动态性能差，对流场扰动大，精度不高。热线热膜流速计(WAF) 结合了现代迅猛发展的电子技术，测量精度和频响都大大提高了，但如果流场范 围较小，与探头大小可比时，测量的空间分辨率受到限制，且此时对流场的影响 很大。相比之下，激光多普勒测速仪(LDV)在测量较小的流场时显示出它的非 接触式测量的优点，具有极好的时间分辨率和空间分辨力，可做三维测速，已经 成为流速测量的标准技术并得到了广泛应用。相位多普勒测速仪(PDA或PDAP) 不仅能像LDⅣ那样给出粒子的速度，而且可以给出粒子的粒径，在两相流动的测 第一章：粒子图像测试技术与摄影测量法 1.1 概 述 粒子图像测速技术（Particle Image Velocimetry, PIV）是在流动显示基 础上发展起来的一种散斑图像测速技术。该技术充分利用了像面上所“冻结”的 流场信息来剖析流体运动，具有非接触式测量的特点。PIV 技术作为一种具有代 表性的运动追踪测量技术在各个应用研究领域中也显示出其独特的魅力与重要 价值，如在医学研究领域中血液流动测试、在工程领域中的管道测量、在环境研 究领域的搅拌器流动测试、水产养殖领域的人工渔礁周围流场测试、航空领域中 的飞行器风洞测试、汽车研究领域中的车体结构流动测试等等。目前 PIV 技术作 为一种流体测量技术的价值已在科研与工业中得到了充分的验证，应用举例见图 1-1。 (a) 飞行器设计 (b) 管道研究 (c) 船舶研制 图 1-1 PIV 在给个行业中的应用 在流体测量技术的发展中看粒子图像测速的技术特点 在过去的几十年里，为了满足人们研究流动的物理机理及动力学特性的需要， 流体测量技术取得了很多进展。以流速测量为例，传统的皮托管测速成本低、操 作简单，但它的动态性能差，对流场扰动大，精度不高。热线热膜流速计（HWAF） 结合了现代迅猛发展的电子技术，测量精度和频响都大大提高了，但如果流场范 围较小，与探头大小可比时，测量的空间分辨率受到限制，且此时对流场的影响 很大。相比之下，激光多普勒测速仪（LDV）在测量较小的流场时显示出它的非 接触式测量的优点，具有极好的时间分辨率和空间分辨力，可做三维测速，已经 成为流速测量的标准技术并得到了广泛应用。相位多普勒测速仪（PDA 或 PDAP） 不仅能像 LDV 那样给出粒子的速度，而且可以给出粒子的粒径，在两相流动的测