一种提升 PIV/PTV 数据精度的简单技巧
流体动力学
2023-02-14 v1
摘要
粒子图像测速(PIV)通过在 interrogation windows 内对粒子图像进行互相关来估计速度,导致速度场出现空间调制。尽管原则上粒子跟踪测速(PTV)在局部估计未调制的粒子位移,但为了利用 PTV 的散点数据,必须将这些数据插值到结构化网格上,这会产生空间调制效应,使所得速度场产生偏差。这种由有限空间分辨率引起的系统误差不可避免地依赖于 interrogation window 大小和粒子间距。必须注意到,所有这些操作(互相关、直接插值或窗口内平均)都会对平均部分和脉动部分产生调制。我们引入一种简单技巧,利用系综统计来减小 PIV/PTV 测量的这一系统误差来源。系综粒子跟踪测速(EPTV)可被用来通过合并不同瞬时实现来获得高分辨率平均流。平均流可用 EPTV 估计,脉动部分可用 PIV/PTV 测量。然后将高分辨率平均流叠加到瞬时脉动部分上,以获得系统误差更小的速度场。该方法通过对复杂度逐步增加的数据集进行验证:基于流体弹球尾流和槽道流的直接数值模拟(DNS)的两个虚拟实验,以及湍流边界层的实验数据。所有情况均分析了 PTV 和 PIV。
引用
@article{arxiv.2302.05760,
title = {A simple trick to improve the accuracy of PIV/PTV data},
author = {Iacopo Tirelli and Andrea Ianiro and Stefano Discetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.05760},
year = {2023}
}