LDA应用方法 激光多普勒风速仪在流体动力学中的应用PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

LDA应用方法 激光多普勒风速仪在流体动力学中的应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 引言1

1.1 流动及流动测量1

1.2 常规的流动测量方法1

1.3 激光方法和激光多普勒风速仪（LDA）2

1.3.1 LDA基本原理和仪器的发展3

1.3.2 LDA应用方法的发展4

1.4 针对性流动测量与合理的测量评估6

1.5 本书的目的7

第2章 关于工程湍流的描述8

2.1 湍流流动特征8

2.1.1 流动湍流的统计学知识8

2.1.2 各向同性和各向异性湍流10

2.2 雷诺湍流应力11

第3章 LDA原理和激光光学系统13

3.1 光波及其传播13

3.2 多普勒效应15

3.3 两个平面光波的叠加17

3.4 LDA原理19

3.5 光干涉条纹模型21

3.6 确定流动方向的频移法23

3.6.1 干涉条纹移动速度24

3.7 高斯光束特性25

3.7.1 高斯光束的几何特性25

3.7.2 高斯光束的传输性能27

3.8 测量体的尺寸28

第4章 LDA测量系统30

4.1 硬件和光学系统构成30

4.2 LDA测量体的技术指标32

第5章 LDA测量中的基本数据处理方法35

5.1 平均速度及速度脉动的直接数据处理35

5.2 平均速度与速度脉动的加权条件38

第6章 速度与湍流应力的线性变换40

6.1 正交线性变换40

6.1.1 速度变换40

6.1.2 湍流应力变换41

6.1.3 湍流应力的定向分布42

6.2 非正交变换46

6.2.1 速度变换47

6.2.2 湍流应力变换47

6.3 湍流应力的图形表示49

6.3.1 湍流度分布的椭圆形式49

6.3.2 湍流应力在莫尔应力圆中的表示50

第7章 示踪粒子和粒子运动方程52

7.1 流动粒子受到的实际作用力53

7.1.1 黏性阻力53

7.1.2 重力和升力54

7.1.3 压力54

7.1.4 附加质量产生的作用力55

7.2 粒子运动方程56

7.3 恒速直线流动中的粒子运动56

7.4 喷管和扩散器内的粒子运动57

7.4.1 喷管内的流动59

7.4.2 扩散器内的流动61

7.5 振荡流动中的粒子运动62

7.5.1 Stokes数较小时的粒子流动66

7.5.2 Stokes数较大时的粒子流动67

第8章 零相关法（ZCM）68

8.1 非同步LDA的剪切应力测量68

8.2 零相关法基础69

8.3 零相关法的拓展71

8.3.1 非正交速度分量71

8.3.2 三维流动湍流度71

8.4 零相关法（ZCM）的限制及验证72

第9章 双测量法（DMM）75

9.1 分辨二次流的可能性75

9.2 双测量法的基本形式76

9.3 双测量法的坐标变换80

9.4 双测量法的拓展82

9.4.1 分量的直接测量82

9.4.2 坐标变换的方法85

第10章 三维速度对称测量法87

第11章 非定常湍流90

11.1 实际的非定常湍流90

11.2 时间分辨的非定常湍流92

11.2.1 最小二乘线性拟合92

11.2.2 速度的线性趋势及其计算方法93

11.2.3 时间相关的流动湍流度95

11.3 相位分辨的非定常湍流97

11.3.1 最小二乘线性拟合98

11.3.2 速度的线性趋势及其计算方法99

11.3.3 相位相关的流动湍流度100

第12章 具有空间速度梯度的湍流102

12.1 表观湍流度及其相关量104

12.2 速度偏差的组合效应107

12.2.1 平均速度108

12.2.2 湍流法向应力109

12.3 非均匀速度分布的求解方法111

第13章 平面视窗后的同轴流动测量113

13.1 条纹间距113

13.2 测量体的移动114

13.3 光学色散及其可忽略的影响115

第14章 平面视窗后的离轴流动测量116

14.1 离轴测量与速度变换117

14.2 测量体的条纹间距与速度修正118

14.3 光轴折射与测量体的定位119

14.4 测量体的二维移动120

14.5 像散及其在光学发散系统中的存在122

14.6 聚焦激光束产生的散光126

14.6.1 聚焦激光束的一次性折射126

14.6.2 聚焦激光束的多重折射130

14.7 测量体及其畸变132

14.7.1 激光束的单次折射133

14.7.2 激光束的多重折射133

14.7.3 LDA同轴对准时的像散135

14.8 信号质量及其与透镜的相关性135

14.8.1 信号质量与强度的恶化135

14.8.2 信号质量与强度对透镜的依赖性136

14.9 测量体构成中的误差敏感度138

14.9.1 试验介质中的光束分离138

14.9.2 多重折射后的光束分离143

14.9.3 对PDA测量的潜在影响143

14.10 像散的补偿方法144

第15章 圆管中的流动测量148

15.1 轴向速度测量150

15.2 切向速度测量152

15.2.1 基本几何关系153

15.2.2 计算的简化153

15.2.3 条纹间距及速度修正154

15.3 径向速度测量155

15.3.1 测量体的精确定位155

15.3.2 激光束的交会角159

15.3.3 条纹间距与速度修正160

15.3.4 测量体的定向160

15.3.5 径向速度的测定161

15.3.6 方法说明161

15.4 光学偏差和测量体的畸变162

15.4.1 发射与接收光学组件的光学偏差162

15.4.2 激光束腰部与测量体的位错164

第16章 条纹畸变效应169

16.1 条纹间距的纵向线性分布170

16.2 条纹畸变数和表观平均速度171

16.3 流动湍流度的过高估计173

第17章 速度偏差效应175

17.1 作为流动现象的速度偏差175

17.2 速度偏差与动量流率176

17.3 一维流动脉动中的速度偏差178

17.4 二维和三维流动脉动中的速度偏差181

17.4.1 平均速度中的速度偏差182

17.4.2 湍流法向应力中的速度偏差183

17.4.3 湍流剪切应力中的速度偏差185

第18章 LDA应用范例187

18.1 水斗式水轮机的高速水注流187

18.2 织机的经纱线速度测量190

18.3 激光束频移的验证192

附录A LDA离轴对准及测量体积位移194

A.1 子午面内的激光束195

A.2 矢向面内的激光束195

A.3 两者的结合197

附录B 偏角δ影响下的激光束取向199

附录C 雷诺应力矩阵（Reynolds Stress Matrix）的坐标变换201

符号表203

参考文献207

索引211