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RapidPIV:用于实时显示和控制的全流场 kHz PIV

流体动力学 2025-04-28 v1

摘要

我们提出了一种加速 PIV 计算的新型架构。光流硬件加速器承担了大部分工作,交叉相关仅提供快速校正。结果是 RapidPIV:一个免费下载的软件程序,可用于 Linux 和 Windows 计算机上的实时粒子图像流体力学(PIV),支持具备 Nvidia Turing 代或更新 GPU 的计算机(RapidPIV 下载地址为 https://rapidpiv.caltech.edu)。可实时显示稠密矢量场和涡旋。处理预存 PIV 图像文件也受支持。我们在 100 万像素图像上实现了 1150 帧/秒的处理速度。通过进行实体实验,包括加速平板和圆柱尾流,测试了 RapidPIV 的准确性、重复性和鲁棒性。RapidPIV 的准确性、精度以及处理高位移、速度梯度、非平面运动和低种子密度的能力与受信赖的多网格相关性软件进行了比较。然而,RapidPIV 的速度快了约千倍。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.17987,
  title  = {RapidPIV: Full Flow-Field kHz PIV for Real-Time Display and Control},
  author = {Scott A. Bollt and Samuel H. Foxman and Morteza Gharib},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.17987},
  year   = {2025}
}