news 2026/2/27 4:14:59

【图像重建】基于粒子图像速度测量PIV压力场重建附Matlab代码和报告

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
【图像重建】基于粒子图像速度测量PIV压力场重建附Matlab代码和报告

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🔥内容介绍

粒子图像测速(PIV)是一种非侵入式定量测量平面或体积速度场的方法,这使其适用于基础湍流研究,包括边界层、跨声速流动和旋转流动。本文旨在通过设计并实现一个可自由获取的程序,从亚声速速度场中重建压力场,从而拓展 PIV 速度数据的应用范围,进而能够基于载荷确定、疲劳寿命和声学频谱进行直接的气动设计优化。

利用壁面建模大涡模拟(WMLES)得到的壁装半球体或半球形凸起物的速度场,本文发现,拉格朗日方法在压力场重建中产生的压力误差低于欧拉方法,且对噪声和对流主导流动更具鲁棒性。然而,由于采用超松弛迭代算法从泊松方程中求解压力,两种方法均存在空间滤波效应。这种滤波导致经验射流流动的压力场被平滑,使得在速度场中观察到的 “管状” 结构未在压力场中体现。最后,研究发现,为用户可定制性设计的设置,对半球形凸起物 WMLES 的欧拉方法或拉格朗日方法压力场中的平均误差几乎没有影响。

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

function particlePaths = getMaterialAcceleration(particlePaths,order)

%

% Extract particlePaths features

time = particlePaths.time;

ux = particlePaths.ux;

uy = particlePaths.uy;

% Initialise material acceleration arrays

DuxDt = zeros(1,length(ux));

DuyDt = DuxDt;

% Loop over each particle

for p = 1:length(ux)

% Fit a polynomial of time vs ux or uy to each particle trajectory

% Linear slope (2nd polyCoeff) represents the material acceleration

% at t = 0 (current time)

% x component material acceleration

[~, UXCoeffs, ~] = leastSquaresPolynomial(time,ux{p},order);

DuxDt(p) = UXCoeffs(2);

% y component material acceleration

[~, UYCoeffs, ~] = leastSquaresPolynomial(time,uy{p},order);

DuyDt(p) = UYCoeffs(2);

end

% Store material acceleration values in particlePaths structure

particlePaths.DuxDt = DuxDt;

particlePaths.DuyDt = DuyDt;

end

🔗 参考文献

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