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A triple-exposure color piv technique for pressure reconstruction

Science China(Technological Sciences) 2017年第1期60卷 1-15页

作者： WANG ZhongYi GAO Qi WANG JinJun Key Laboratory of Fluid Mechanics Ministry of Education Beijing University of Aeronautics and Astronautics Beijing 100191 China

The study developed a triple-exposure color particle image velocimetry(TE-Cpiv) technique associated with pressure reconstruction, and validated its feasibility. A light source with the three primary colors of red, green, and blue(R, G, and B) is produced in a time sequence by a liquid crystal display(LCD) projector. Particle images at three different instants under the color illuminations are captured in one snapshot using a color digital single-lens reflex(SLR) camera with a complementary metal-oxide semiconductor(CMOS) sensor. A contamination correction algorithm based on a specific calibration is performed on the different color layers(R layer, G layer, and B layer) of the raw color image to reduce the contaminated intensity of each color illumination on the other two color layers. The corrected intensity generates three new color layers, from which a standard cross-correlation process in the classical piv method is used to obtain two velocity fields. Eventually, an instantaneous pressure field is reconstructed from the two velocity fields. The feasibility of TE-Cpiv was tested by two experiments with a solid body rotation flow and a cylinder wake flow. The results show acceptable accuracy and robustness of the new technique. The idea of the TE-Cpiv is believed to provide a simple and effective way of estimating a pressure field with low cost and high convenience.

关键词： triple exposures color piv pressure reconstruction

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