粒子图像测速系统从入门到精通

粒子图像测速，是一种用多次摄像以记录流场中粒子的位置，并分析摄得的图像，从而测出流动速度的方法。近年来，粒子图像测速技术已经在与流动相关的科学研究领域中得到了广泛应用，并且不断有大量基于PIV实验的高水平研究成果被发表在顶级刊物上。由于近年来的拍摄技术、图像处理技术及硬件性能不断快速发展，PIV实验的方法、技术都已有了很大的变化，本书的主要目的为介绍当下PIV技术的原理、发展、软硬件系统、图像采集方法、计算分析处理技术等，并结合了多个应用实例对PIV实验的实际操作进行了讲解。

第1章 PIV原理及发展
1.1 PIV基本原理
1.2 互相关理论
1.3 流体动力学参量
1.3.1 涡量
1.3.2 脉动量
1.3.3 切应变率
1.3.4 湍流强度
1.3.5 湍动能
1.3.6 雷诺应力
1.4 误差修正方法
1.4.1 像素拟合法
1.4.2 错误向量修正法
1.4.3 图像偏置法
1.4.4 迭代算法
1.4.5 变形窗口算法
1.4.6 测量精度法
1.5 PIV发展与应用
第2章 PIV硬件系统组成
2.1 成像单元
2.1.1 普通数码相机
2.1.2 高速相机
2.1.3 曝光相机
2.2 光源
2.2.1 连续激光器
2.2.2 高能双脉冲激光器
2.2.3 高频双脉冲激光器
2.2.4 LED光源
2.3 同步控制器
2.4 图形采集卡
2.5 图形分析工作站
2.6 主要附件
2.6.1 光学位移台
2.6.2 光电开关
2.7 PIV系统基本操作流程
第3章 PIV软件概述
3.1 软件系统组成
3.2 软件安装
3.2.1 MicroVec软件安装
3.2.2 图像采集板控制软件安装
3.2.3 图像系统内存划分
3.2.4 软件系统配置文件
3.3 软件界面
3.4 文件菜单
3.4.1 新建
3.4.2 打开文件
3.4.3 保存文件
3.4.4 关闭
3.4.5 向量文件
3.4.6 退出
3.5 编辑菜单
3.6 查看菜单
3.6.1 工具条
3.6.2 计算
3.6.3 系统信息
3.6.4 数据窗口
3.7 数据文件
3.7.1 PIV计算结果数据文件
3.7.2 PIV计算结果数据文件
3.7.3 批处理的结果数据文件
3.7.4 输出分析结果数据文件
3.7.5 数据结果文件平均化得到的数据文件
3.7.6 浓度场分析结果数据文件
3.7.7 粒度分析结果数据文件
3.8 附属工具
3.8.1 窗口菜单
3.8.2 帮助菜单
3.8.3 软件锁驱动安装
第4章 图像采集
4.1 基本操作
4.1.1 实时显示图像
4.1.2 捕捉图像
4.1.3 双曝光采集
4.1.4 停止工作
4.2 硬件控制
4.2.1 相机控制
4.2.2 激光器控制
4.2.3 图像记录
4.3 图像缓存
4.3.1 图像缓存控制
4.3.2 显示图像
4.3.3 图像平均
4.3.4 图像灰度填充
4.4 图像输出
4.5 图像边界检测
4.6 图像校正
第5章 图像计算、分析与处理
5.1 流场计算
5.1.1 参数设定
5.1.2 数字标尺
5.1.3 输出分析结果
5.1.4 颗粒分析
5.1.5 浓度场工具
5.1.6 标量场工具
5.1.7 三维速度测量
5.1.8 批处理计算
5.2 流场分析
5.2.1 单点数据分析
5.2.2 导出数据结果
5.2.3 向量结果平均
5.2.4 多目录自动批处理
5.2.5 PIV数据结果的显示
5.2.6 向量显示
5.3 滤波
5.4 后处理
5.4.1 Tecplot
5.4.2 Origin
第6章 PIV系统应用实例
6.1 二维粒子图像测速系统应用范例
6.1.1 系统介绍
6.1.2 补充案例
6.2 TR-PIV应用范例
6.2.1 连续模式(无需使用同步控制器)
6.2.2 PIV模式(需要使用同步控制器)
6.2.3 补充案例
6.3 平面三维速度场粒子图像测速系统应用范例
6.3.1 系统介绍
6.3.2 补充案例
6.4 同步控制器外触发应用范例
6.4.1 外同步
6.4.2 外门控
参考文献