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扫描立体Micro-PIV三维速度场测量算法及数值验证: 基于多层扫描和立体三维显微测速方法的扫描立体Micro-PIV技术,通过获取每一流体层的两组二维速度分布合成全场三维三分量(3D-3C)速度场针对扫描立体Micro-PIV的3D-3C速度场算法进行了研究。测量时,单流体...; 史飞麻程健王昊利; 文献传递

三维显微粒子追踪测速研究: 本文搭建了一套高速显微散焦粒子图像三维测速系统,对散焦粒子图像获取方法及粒子空间坐标的标定进行了研究。为了验证散焦显微粒子图像测速系统的可靠性与测量的准确性,首先针对矩形长直微通道内雷诺数Re为0.1的流场进行了测量。结...; 赵攀杰；王昊利；汪兵；韩威俊；; 文献传递

基于三维速度场构建的微流量测量方法研究被引量：5: 2012年; 采用微流体粒子图像测速仪(microscale particle image velocimetry,micro-PIV)对200μm宽、60μm深的长直通道三维速度场进行了非接触定量可视化测量,并在此基础上计算了通道内的微流量。实验采用二维分层速度场测量方法,将通道沿物镜景深方向划分为11个流体层,通过高精度的位移平台实现流体跨层粒子图像采集。分别针对64×64像素和32×32像素2种判读域,采用micro-PIV系综相关算法对流体层二维速度场进行分析,获得三维全场速度分布,在此基础上利用截面速度离散积分原理计算出截面微流量。实验结果表明,基于微流体粒子图像测速仪的三维速度场分析能够实现对微通道流量的精确测量。对于64×64像素判读域,输入流量在2.481～5.788μL/min范围的测量结果精度较高,最大相对误差为3.87%;对于32×32像素判读域,输入流量在3.307～8.269μL/min范围内均有较高测量精度,最大相对误差为3.69%,表明采用32×32像素判读域的流量测量精度总体上优于64×64像素判读域。; 韩巍王昊利; 关键词：微流量

用于影像仪测量误差分离的自校准技术被引量：7: 2015年; 基于自校准技术提出了用于影像仪的误差分离方法。建立了自校准算法模型,并利用影像仪对算法模型进行了实验验证。该算法运用普通栅格板来替代标准器,将栅格板置于影像仪工作台3个不同位置得到3组测量数据,通过研制的测量数据转换模型将得到的数据代入自校准算法模型中,最终将测量结果中包含的仪器系统误差分离出来,实现了自校准。由于运用了测量数据转换模型,有效解决了实验过程中栅格板所在坐标系与影像仪工作台坐标系不重合的问题,提高了影像仪测量结果的准确度。测试实验显示:测量点实际测得的误差为毫米级,经过自校准算法处理后得到的测量点的系统误差最大为0.49μm,最小为0.00μm,表明将自校准算法应用于影像测量仪结果的误差分离具有较好的可行性。; 郭天太王晓晓洪博孔明施玉书; 关键词：自校准

微柱群多孔介质流动特性的实验研究: 用PDMS加工5组宽2mm,深100μm,长4cm的微通道,其内部充满方形排列圆柱形成多孔介质模型.利用微流体粒子图像测速仪测量内部速度场和剪切应力分布,采用高精度微压计对多孔介质通道流动压差进行了测量。结果表明,速度分...; 王鹏伟王昊利; 关键词：多孔介质流场压差; 文献传递

基于低密度粒子图像叠加的Micro-PIV速度场测量被引量：3: 2013年; 提出了一种基于低密度粒子图像的微流体粒子图像全场测速技术。经过背景噪声去除、阈值过滤、图像增强等图像预处理过程,获得了高质量的低密度荧光示踪粒子图像。对100对图像进行图像叠加处理,得到了满足互相关算法求解二维速度场的高密度叠加粒子图像。针对宽度为250μm,深60μm的长直微通道开展了覆盖全场不同流体层平面的二维速度测量,并利用多个流体平面的二维速度场实现了微通道内全场速度的构建。研究结果表明:由于图像叠加法去除了像径大但灰度低的背景粒子图像,采用互相关分析能够准确获得分层二维速度场,所构建的全场速度场正确反映了长直微通道内流流场特征。; 徐明王昊利; 关键词：图像叠加

二维精密工作台离散点测量结果误差分离的新方法研究被引量：1: 2014年; 针对测量结果中包含的误差，提出一种能够分离精密工作台系统误差的方法。首先利用辅助测量栅格板和二维精密工作台的不同位置进行测量，然后根据栅格板上标记点的测量数据和标称值建立误差分离的数学模型，最终实现对测量结果的误差分离。通过仿真验证了算法的有效性。仿真结果表明：当不存在测量噪声时，能够实现误差的完全分离；当存在测量噪声时，计算值与给定值标准差的相对误差在X轴和Y轴上分别为1．95％和1．52％。对于不同幅度的噪声，工作台系统误差计算值稳定。该算法对噪声不敏感，表现出很好的鲁棒性，可用于测量结果和仪器性能的评价。; 郭天太王晓晓洪博赵军孔明高思田; 关键词：计量学标准不确定度

微柱群多孔介质内部流场的实验研究被引量：2: 2013年; 用PDMS加工了5个宽2mm、深100μm、长4cm的微通道,其内部充满方形排列的微柱群形成多孔介质模型,采用微流体粒子图像测速仪(Micro-PIV)获得该多孔介质内速度场的分布,在此基础上计算了剪切应力,得到剪切应力场分布及其均方根.实验结果表明,速度分布具有较好的对称性,符合低雷诺数条件下的流动规律.速度值沿展向呈现类谐波的周期性变化规律,不同流向位置的速度幅值不同.靠近圆柱壁面的对称位置存在两条流线,其上流速保持不变.由剪切应力分布可看到近壁区存在较大速度梯度,剪切强度与雷诺数成正比,与孔隙率的三次方呈近似反比关系.; 王鹏伟王昊利翟美红; 关键词：多孔介质速度场剪切应力

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国家自然科学基金(11172287)