高速气流的实时测量比传统方法快20倍

一个研究小组已经开发并成功测试了一种测量流体流速的新方法。稀疏处理粒子图像测速(SPPIV)优化了传统的测量方式，并成功地计算了实时、高速的流体流量。

该小组研究结果的详细信息发表在2022年8月29日的《流体实验》杂志上。

测量流体流(例如空气或水)的速度场可以实现更好的反馈和控制。这对于推动提高飞机的性能和燃油效率变得越来越重要。

粒子图像测速(PIV)传统上用于测量流体速度。

PIV采用图像相关性分析来确定流体的运动。虽然这提供了二维数据并且无需安装传感器，但处理大量数据非常耗时，尤其是高速气流图像。因此，PIV无法进行实时测量。

东北大学大学院工学研究科的副教授TakuNonomura国立先进工业科学技术研究所节能研究所研究员KumiNakai领导了一个小组来克服PIV的不足。

SPPIV利用低维模式和传感器位置优化技术。低维模式将复杂现象缩小为更广泛的特征，剔除使数据计算复杂化的非必要信息。传感器位置优化技术会仔细选择最佳观测点，而不是像PIV那样淹没系统。

该小组使用实时高速摄像机制作风洞实验，证明使用SPPIV可以进行实时测量。他们还见证了世界上第一次以2000赫兹实时测量流体流量。

“这项技术用途广泛，有望在各个领域实现对流体流动的实时测量和控制，”Nonomura说。“由于低维模型和优化的结合——即使是涉及繁琐分析的测量方法——分析的数据量也大大减少了。”

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