一、高通濾波鏡在PIV氣液兩相流試驗中的應用

試驗背景：在氣液兩相流動中，氣泡的存在會經(jīng)常干擾流場的測量，甚至導致液相速度場的測量出錯。

原因：氣泡直徑經(jīng)常在mm量級，并存在水汽界面，導致激光照射上的反射光強度，和um量級的示蹤粒子散射光強度相比，至少大一個數(shù)量級以上，這樣氣泡周圍的示蹤粒子圖像*被氣泡散射光遮擋住。PIV拍攝的圖像及其軟件分析的速度矢量，實際上只是氣泡的速度矢量。

解決方法：熒光粒子配合高通濾波鏡，消除氣泡的反射光

試驗設備：

Evergreen 脈沖激光器、德國PCO Edge 16位 5.6M分辨率雙曝光PIV相機

同步器、100065 熒光粒子、610070窄帶濾波鏡

610072高通濾鏡

PIVView后處理軟件

試驗模型：

    600mm(長)*350mm（寬）*400mm（高）玻璃缸，裝約60升水

    小型濾清泵一臺

 泵循環(huán)抽水從高處進入水面，帶入氣泡進入玻璃缸，高度越高，流速越高，氣泡越多 

二、試驗過程：

試驗做兩組對比試驗，工況相同：

*為不加濾鏡，示蹤粒子為普通PSP示蹤粒子

第二次為加上高通濾鏡，示蹤粒子為熒光粒子

試驗現(xiàn)場照片

試驗結果：

PSP示蹤粒子和氣泡

熒光粒子加高通濾鏡

   *試驗中，加入的是普通的PSP示蹤粒子，相機鏡頭前面只增加了532nm窄帶濾波鏡。右上角亮度明顯是氣泡的圖像和模型的激光反射光

   第二次試驗中，加入的是熒光粒子，在相機鏡頭前增加了高通濾鏡，消除了氣泡和模型的發(fā)射光，只能得到熒光粒子的圖像。 

PSP示蹤粒子和氣泡速度場，結果圖一

熒光粒子速度場，結果圖二

三、分析：

     結果圖一中，在右上角部分計算得到的速度場應該是壞點，這是因為模型反光照成的。主流區(qū)域，主要流動向下，但是存在一部分向上的流動，這是由于氣泡向上運動導致，和我們在實際觀察到氣泡進入液面一段距離以后，開始向上運動一致。所以，實際上，這幅速度場圖像表征的是氣泡和示蹤粒子的運動結合。

結果圖二中，消除了氣泡的影響，而且模型的反射光也消除了，這樣得到速度場結果就是真實反應液體流場的運動。