一种用于高精度湍流测量的新型激光多普勒风速仪（LDA）
流体动力学
2023-03-30 v2
摘要
高精度与高动态范围一直是细尺度湍流测量中最突出的挑战之一。当前的商用 LDA 处理器直接用硬件组件处理多普勒突发信号，本质上是黑箱，且尤其以存在降低测量可靠性与精度的实际限制而著称。因此，我们利用先进技术与最新软硬件开发了一种透明运行的新型 LDA，以提升测量质量与动态范围。此外，自主开发的软件具有高度灵活的信号处理与数据解释功能。首先描述了 LDA 装置与组合前向/侧向散射光学对准（以最小化有效测量体），随后描述信号处理方面。圆湍射流被用作测试平台，因其在不同径向距离与下游发展中为 LDA 处理器（精度、动态范围等）呈现了广泛的难度等级。对驻留时间与到达时间间隔的动态范围进行诊断，并与典型硬件驱动处理器比较。测得的平均流向速度与方差的径向分布与先前圆射流研究吻合良好。在充分发展区的空间湍动能谱完美匹配预期的（且在此区域已确立的）-5/3 幂律，即便在距中心线最大测量距离处（此处剪切与湍流强度显著）也是如此。
引用
@article{arxiv.1905.08066,
title = {A novel laser Doppler anemometer (LDA) for high-accuracy turbulence measurements},
author = {Mohd Rusdy Yaacob and Rasmus Korslund Schlander and Preben Buchhave and Clara Marika Velte},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.08066},
year = {2023}
}