TSI Incorporated1GSV全场颗粒粒径速度测量系统GlobalSizingVelocimetryGSVStillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望TSI Incorporated2GSV全场颗粒粒径全场颗粒粒径速度测量系统速度测量系统2Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated3GSVGSV 系统系统v系统包括 q 光学及机械单元以及qINSIGHT 3G GSV 模块v对于一个全场颗粒粒径速度的喷雾液滴测量系统仅需要q在一个单相机的PIV系统中加入GSV部件（无需重新购置全部系统）3Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated4GSVGSV系统的独特性系统的独特性vv瞬时的全场测量瞬时的全场测量q同时进行液滴大小和速度测量vv光学信号的收集角光学信号的收集角 q测量具有不同折射率的液滴q测量不同性质的液滴vGSV 系统可以在很宽泛的实验条件范围下进行测量 v可适合不同种类的液滴, 正在反应或燃烧的液滴, 具有不同折射率的液滴v非常简便的由单相机PIV系统扩展得到q完整的系统可以用时测量速度和粒径GSV4Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated5GSVGSV系统的独特性系统的独特性vv最佳的光学和图像采集系统布置最佳的光学和图像采集系统布置q用条形光圈可以适应最大的液滴浓度测量范围vv独特的处理算法独特的处理算法 q利用PM 窗口算法进行条纹分析和速度跟踪vGSV 系统可以使用所有的 POWERVIEW PlusPOWERVIEW Plus系列相机vv同时显示粒径场和速度场信息同时显示粒径场和速度场信息vv可以得到粒径和速度的相关信息可以得到粒径和速度的相关信息5Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated6GSV射流分析射流分析全场射流分析及全场射流分析及 空间模式分析空间模式分析对射流的宏观对射流的宏观分析分析对射流的微观对射流的微观分析分析全场粒径全场粒径- -速度系统速度系统GSVGSV6Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated7GSV应应 用用v对射流细节的诊断v全场速度测量到全场粒径-速度的综合测量q简便的GSV系统实现方案 v完整的系统 (PIV 和 GSV) q对密度射流的射流模式分析q对射流的微观和宏观分析v可扩展到其它的全场测量方式q利用PLIF 进行燃烧分析q其它标量（温度、浓度）的测量7Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated8GSV特特 征征v全场图像系统 q同时得到液滴直径和速度结果v利用q基于米氏散射理论普遍的散射成像逼近 (GSI) 及球形颗粒微细分层散射模型来测量液滴直径v可应用于 q同种液滴或折射率不同的不同种液滴的测量（应用背景非常广泛）v可由一个单相机PIV系统扩充而成qGSV系统可以在一个完整PIV系统基础上进行扩充而成8Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated9GSVGSV GSV 系统的原理系统的原理系统的原理系统的原理v液滴的散射光 q有强烈的方向角v方向角模式产生统一的散射角度间距q该间距-与液滴的直径大小成反比v散焦的图像能够提供q 角度的空间（尺寸）信息v已知成像时间间隔的图像对 PIVq提供速度测量信息 9Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated10GSVGSV GSV 系统的特点系统的特点系统的特点系统的特点v最佳的方向角q可以利用周期散射强度空间周期分布间隔成像q对折射率变化的影响不敏感 q提供最佳可见度的信号v用条形光圈拍摄q产生窄条的成像模式 q减小重叠和震荡模式 q可以增加最大可测量的液滴的浓度 v成对的连续拍摄图像q图像拍摄操作及后处理与PIV速度测量的方式一致v放大率可由校准过程得到10Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated11GSV系系 统统 配配 置置P POWEROWERV VIEW IEW 系列相机系列相机条形光圈条形光圈透镜透镜脉冲激光脉冲激光片光源片光源液体射流液体射流11Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated12GSV通过条形光圈进行图像拍摄的结果通过条形光圈进行图像拍摄的结果通过条形光圈进行图像拍摄的结果通过条形光圈进行图像拍摄的结果一维光强分布一维光强分布12Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated13GSVGSV GSV 粒径测量结果粒径测量结果粒径测量结果粒径测量结果13Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated14GSV粒径和速度测量结果粒径和速度测量结果粒径和速度测量结果粒径和速度测量结果14Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated15GSV被测颗粒（液滴）粒径分布被测颗粒（液滴）粒径分布被测颗粒（液滴）粒径分布被测颗粒（液滴）粒径分布Pan et. al (2005)Pan et. al (2005)15Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated16GSV粒径粒径粒径粒径- -速度相关速度相关速度相关速度相关16Copyright 2005 TSI IncorporatedTSI Incorporated17GSVGSV 系统小结系统小结vv瞬时全场测量瞬时全场测量q同时进行液滴的直径和速度测量 vGSV 系统可以在很宽泛的实验条件下进行测量q不同种类的液滴, 正在反应或燃烧的液滴, 未知折射率的液滴v由单相机PIV系统经过简便的升级就可以获得q可以同时进行速度和粒径测量17Copyright 2005 TSI Incorporated