Application Note: PIV-002

超音速燃燒流場的 PIV 測量存在以下困難：火焰的噪聲導致 PIV 雙曝光相機的 B 幀圖像過曝光；高超流場的粒子播撒均勻性和跟隨性由于高溫燃燒存在，更需要加以考慮。

圖 1 高超燃燒火焰流場

實驗選擇了高敏感、低噪聲、 100ns 雙曝光間隔時間的 PIV 相機，以及液晶快門解決 B 幀過曝光問題；粒子的選擇、播撒是和客戶共同解決，涉及到保密，在本資料不作描述。

超音速高溫燃燒流場測量實驗設備：

實驗采用的是型號為 PIVView-200mJ-5.5M 的 PIV 系統，為了保護相機，單獨為相機加工了相機保護罩。

液晶快門為型號 300061，快門開啟和關閉的時間為 30us，最大工作頻率 540FPS。同步器的 AUX 通道為液晶快門提供觸發信號和工作電壓。

實驗時，調整激光器輸出能量、相機曝光時間、激光器兩幀間隔時間 dt、液晶快門觸發時間和觸發脈寬、粒子播撒濃度和粒徑，最終得到了清晰的 A，B 幀 PIV 圖像。

圖 2 PIV 相機

圖 2 實驗現場

圖 3 液晶快門波長通過率曲線

實驗結果：

圖 4 A 幀圖像                                                       圖 5 B 幀圖像

B 幀圖像，火焰的影響基本消除，和 A 幀的亮度、粒子濃度基本一致，可以看到清晰的粒子圖像。

PIV 實驗的速度絕對值和速度場分布和用戶數值模擬數據的結果能夠相互印證，符合基本的流場規律。該實驗同時驗證了液晶快門、高敏感度相機在燃燒、高超流場中的作用。