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风沙流中沙粒相输移的测量


□ 杨 斌 王 元 王大伟

  摘要:在风洞内对风沙流中运动沙粒进行了粒子图像速度场(PIV)测量,通过调整进先量和降噪处理得到了满意的PIV图像与沙粒相的速度场.结果表明颗粒在空中的运动受到球形度、风速的影响:在1 m/s来流风速下,在固定点处50—63/lm沉降沙粒妁垂向速度随时间的变化出现双峰性,其时均值抹平了瞬时速度的波勒;随着风速的增大,沙粒受气流脉动作用的影响越发显著,当来流风速增大到3.5m/s时,观察域内的63~80μm沙粒处于悬移状态;当来流风速为5m/s时,整个测量流场内沙粒的垂向速度的平均值为正值,方向向上.采用图像处理的数字掩码技术,处理图像得到了沙粒在流场中的面密度以及单宽输沙率.分析指出实验的误差主要是由沙粒的粒径尺寸和沙粒图像形心位置的不确定性所造成,且提出减小误差的措施.
  关键词:风沙流;粒子图像速度场仪;球形度;面密度;单宽输沙率;形心位置
  中图分类号:0359;X169 文献标识码:A 文章编号:0253—987X(2006)07-0846—05

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