关于圆形管道内高速气液两相流动的测量

newjosh

上次关于透镜的问题谢谢各位的帮助，不过遗憾的是没能等到得出合适的结果项目就被停止了，虽然没有结果，不过非常感谢各位的回答，帮助我弄清楚了很多概念性的问题。谢谢大家！
现在这个准备中的项目是圆形管道内的气液两相流动的研究，这次出现的问题更多，希望能和大家讨论一下。
下面的图片是这次试验装置的示意图和实际照片，照片中的装置我们已经重新制作了，非常干净。
结构示意图

newjosh

需要测量的为水平管内红色液体和空气混合物所在的截面，基本上一半为水，一半为空气，不过因为流速很高，气液界面不稳定，呈波状分布，我需要做的就是用PIV测量液相的速度分布，从而得出液相的流动模型。

下面的图是简单的一个示意图，圆管外的方形水槽还没有加工好，因此没有照片，只是大概给出了激光平面以及相机的位置，让大家方便理解。

红色表示激光平面，需要测量3个位置，蓝色为camera，从底部拍摄

newjosh

问题比较多，还有几个是很基础的，呵呵，有些不好意思。手头关于两相测量的资料只有气泡的，高速两相流动还没有找到相关参考。
1，圆形通道需要什么样的标定板？
   从第二个实际流动的图片中可以看到，我们主要关心的是处于底部的液相，示踪粒子也是加在水里的。如果用普通的方形标定板，得出的矩形标定网格无法覆盖圆形截面下部的区域，不知道能不能在软件中手工延长网格，或者是用圆形的标定板，从而到达在计算网格可以覆盖圆管底部的目的。
2，相机的位置改如何确定？
   相机间的角度取60度（对测量平面夹角各为30度），但是相机间的距离，或者说相机镜头和圆管壁面的距离改如何确定。

zyzyeast

首先，你的圆管和方管壁厚多少？
——如果你用这种布置方法的话各个面的反光需要注意：方管内外壁面、圆管内外壁面以及液体与空气接触面（这个要小心，因为液面不稳定，看你激光的照射方向以及采用的液体折射率，不要让激光反射到CCD上，能量太高会烧掉……）不过其他布置方法好像也不好用，液面波动比较大的话扭曲太严重了……
标定板的问题不用担心，你还照上次的方法做就可以了，不覆盖整个面积也可以；
不知道你现在用的是什么镜头，因为拍摄面积比较小，所以有可能需要拍摄距离比较近，60mm镜头可以近摄，你这么大面积60mm镜头距离大概300mm左右，如果再小（30~40mm）就要考虑加近摄接圈了
另外还一个问题，你的流速有多快？
唉，总之不好做，呵呵
最后一个问题：老板给你多长时间？

tgkpatton

其时放标定板是个问题，你可以固定标定板，移动相机，当然相机是固定在精密移动平台上的；标定板是方是圆其时无关紧要，它的作用关键是要标定出第三个方向的位移；液面的确影响不小，调节一下激光的方向，看看如果和相机光轴成90度怎样？另外，你在德国什么地方啊，年底，我有机会去哥廷根，可以认识一下。

newjosh

下面引用由zyzyeast在 2006/08/08 10:21am 发表的内容：
首先，你的圆管和方管壁厚多少？
——如果你用这种布置方法的话各个面的反光需要注意：方管内外壁面、圆管内外壁面以及液体与空气接触面（这个要小心，因为液面不稳定，看你激光的照射方向以及采用的液体折射率　...

1,反光问题：
  现在试验是打算在全密闭式暗室里进行，各个面的反光问题现在还无法估计，只能等试验开始的时候再看看具体的情况如何了。
2，镜头问题：
  镜头具体的参数还不知道，明天去实验室看看，抄下来。
3，流速问题：
  液相流速大约在0.3 dm3/s(d好像是10的意思），,气相流速在300 Nm3/h的样子，
4，时间问题：
  目前来看只有3个月的时间，如果试验效果不错的话，可能会延长。

newjosh

下面引用由tgkpatton在 2006/08/08 11:31am 发表的内容：
其时放标定板是个问题，你可以固定标定板，移动相机，当然相机是固定在精密移动平台上的；标定板是方是圆其时无关紧要，它的作用关键是要标定出第三个方向的位移；液面的确影响不小，调节一下激光的方向，看看如 ...

1，标定板问题：
   标定板确实是个问题，现在在考虑用什么样的方式把标定板放进去，还要保证标定板平面和激光平面完全一致，这个很头疼。
2，调整激光方向问题：
   没太明白您的意思，用两个相机3D测量的话，怎么能让激光平面垂直相机光轴啊？ 只有单相机2D测量才能让激光方向和光轴成90度吧？
3，居住地问题：
   呵呵，我目前在erlangen，纽纶堡西北的一个小镇，年底来德国不错的，说不定还能赶上德国的圣诞市场，很多好东西的，不过我不一定能待到年底，一切视乎这个试验的进展情况。呵呵，不过如果能留下来继续做的话，到时候请你喝啤酒，德国的啤酒还真是好喝^_^

robin

用自标定技术呀。正好可以解决你的问题。参考：
http://219.232.54.3/cgi-bin/LB5000/topic.cgi?forum=21&topic=337&show=75

zyzyeast

[这个贴子最后由zyzyeast在 2006/09/04 11:39am 第 1 次编辑]

不好意思，说的话让Robin误会了，删了吧……:em06:

newjosh

下面引用由robin在 2006/08/09 03:54pm 发表的内容：
用自标定技术呀。正好可以解决你的问题。参考：
http://219.232.54.3/cgi-bin/LB5000/topic.cgi?forum=21&topic=337&show=75

老板正在联系lavision公司，看看能不能只买这部分的软件，呵呵
不过估计可能性不大，所以还得自己标定。恩，觉得自标定真是个好东西，每次试验好多时间和精力都浪费在标定上了

robin

[这个贴子最后由robin在 2006/09/06 10:55pm 第 2 次编辑]

Zyzyest 朋友如此诚恳。我的话也是一时冲动。也没有保留的必要。也删了。哈哈。
自标定技术可以解决标定板无法放入封闭或狭小空间的难题。
管子外边加衬套是解决视场扭曲的方法之一。但此处是否可行，要视具体情况而定。
提供一篇应用自标定技术进行三维立体PIV研究的文章，供各位朋友学习参考。
这篇文章是在google上搜到的。也可以从下面的网址下载：
www.ahd.tudelft.nl/~chris/poelma_dickson_dickinson_2006.pdf

zyzyeast

哦，不好意思，你可能误会了，我不是说你的软件不能用，而是说他那里没有这个软件而用不了，呵呵！
如果有相关资料多多上传，互相学习！