基于PIV對瓦斯爆炸流場的綜述及展望

劉瓊蔚 羅振敏

摘要：為了梳理現(xiàn)行的瓦斯爆炸燃燒流場的探測技術(shù)，通過文獻調(diào)研的方法，對瓦斯爆炸流場、PIV技術(shù)、燃燒流場中PIV技術(shù)的應(yīng)用這3個方面的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了綜合評述，并對應(yīng)用于其中的主要技術(shù)手段和結(jié)論進行提煉。研究表明，現(xiàn)行的主要流場技術(shù)主要包括插入式探針法、畢托管測速法、旋漿流速儀等接觸型技術(shù)以及多普勒激光測速技術(shù)、激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)、PIV技術(shù)等非接觸型技術(shù)，其中在接觸型技術(shù)中插入式探針法因為其方便經(jīng)濟易于操作所以應(yīng)用最為廣泛，但很容易受到周圍環(huán)境的影響與火焰的干擾;非接觸型技術(shù)中最典型的PIV技術(shù)則突破了這種局限性，能夠在粒子的層次加以探究各種反應(yīng)過程。綜合來看，PIV技術(shù)更適合于一些復(fù)雜流場例如爆炸、燃燒流場。在此基礎(chǔ)上，還得出了在當(dāng)前該研究存在的不足之處以及下階段的研究方向。

關(guān)鍵詞：瓦斯;爆炸;PIV;流場;燃燒

中圖分類號：X 937文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-7312（2019）02-0284-08

0引言

我國是能源消費大國，煤炭占據(jù)著能源消費的百分之七十以上。由于煤炭所在的地理位置，開采煤炭主要是在地下的巷道之中進行，礦井巷道內(nèi)的環(huán)境極其復(fù)雜，很容易造成生產(chǎn)事故，瓦斯爆炸便是煤礦事故中危害最大的一種，一旦在礦井下發(fā)生瓦斯爆炸那么后果是不可預(yù)估的[1]。

目前研究瓦斯爆炸流場的主要方式有2種，一是對礦井巷道進行模擬，二是搭建實驗管道進行實驗分析。對于模擬的大型礦井巷道通常采取的方法是研究關(guān)鍵位置參數(shù)變化以及與軟件模擬相結(jié)合;模擬小型礦井巷道通常是設(shè)置一些測量點，然后使用與之有關(guān)聯(lián)的器材測試，進而觀察瓦斯爆炸燃燒過程中火焰的整體運動趨勢、設(shè)置測量點上數(shù)值的變化，最后將火焰的運動趨勢與測量點數(shù)值的變化結(jié)合起來分析其中的關(guān)系。實驗過程中數(shù)據(jù)采集所采取的方法通常為接觸型，這種方法有以下兩方面的不足，一方面是爆炸燃燒中火焰對研究結(jié)果產(chǎn)生干擾，另一方面是研究過程中周圍環(huán)境的影響，這兩方面影響了研究的準(zhǔn)確性并且擴大了測試范圍。PIV技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用大大減小了上述方法帶來的局限性，能夠在粒子的層次探究各種反應(yīng)過程，此外對實驗測試得到的照片處理和對光電實驗的研究一方面使整個反應(yīng)過程的二維和三維的信息更加明顯，另一方面可以給反應(yīng)的過程增加熱力學(xué)的特性和瞬時的流動性，隨著激光技術(shù)的不斷進步與發(fā)展，各種反應(yīng)場的速度場更易于捕捉。

第2期劉瓊蔚等：基于PIV對瓦斯爆炸流場的綜述及展望1瓦斯爆炸流場的研究

在瓦斯爆炸流場方面，國內(nèi)外許多學(xué)者都對流場的壓力、溫度、速度、爆炸火焰特征、反應(yīng)速率、火焰?zhèn)鞑ヒ?guī)律等特性進行了研究。近些年來，全球的許多專家和學(xué)者一直在探究煤礦井下發(fā)生的瓦斯爆炸問題。最開始的時候他們研究瓦斯爆炸是通過手寫編程求解流動方程組的方法。在我國，吳兵[2]使用的研究方法是TVD格式，通過該方法對瓦斯爆炸進行分析研究，最后推出了壓力波、火焰以及障礙物這三者之間的關(guān)系;梁棟[3]通過SIMPLE方法分析了瓦斯爆炸，進而總結(jié)出了瓦斯的濃度與風(fēng)速有著極為密切的聯(lián)系，即風(fēng)速越大瓦斯的濃度越小;徐景德[4]使用的研究方法同吳兵使用的研究方法相同，他借助TVD工具對煤礦井下燃燒的甲烷進行數(shù)據(jù)分析，繼而得出了甲烷的火焰和沖擊波有著正向關(guān)系的結(jié)論。

改革開放之后，經(jīng)濟快速的發(fā)展，許多新興產(chǎn)業(yè)也應(yīng)運而生，并在國內(nèi)經(jīng)濟良好發(fā)展的潮流下不斷進步，計算機行業(yè)便是受益者之一。越來越多的學(xué)者和專家開始對瓦斯的爆炸進行分析探究，隨之而來的也產(chǎn)生了許多的計算軟件。例如，胡學(xué)義[5]使用的計算軟件便是Auto Rea Gas，通過該軟件對煤礦井下瓦斯發(fā)生爆炸的整個階段進行分析研究;Michele[6]借助計算軟件分析了瓦斯發(fā)生爆炸的整個階段，進而得出結(jié)論：瓦斯爆炸強度在某個特定的情況下受煤氣管路直徑的影響;Ulrich[7]基于計算軟件分析得出的結(jié)論表明瓦斯爆炸所產(chǎn)生火焰的軌跡在一定程度上可以反映煤氣管內(nèi)瓦斯發(fā)生爆炸的壓力以及其增長的軌跡;Fairweather[8]等人在對瓦斯發(fā)生爆炸的過程進行分析研究時得出了這樣的結(jié)論，即障礙物的多少極大的影響瓦斯爆炸產(chǎn)生的壓力值。王新[9]使用的計算軟件是CFX，通過該軟件對瓦斯發(fā)生爆炸后所產(chǎn)生的甲烷等氣體進行分析探究，然后再與現(xiàn)實中所發(fā)生的種種瓦斯爆炸案例相聯(lián)系，進而劃分出了管道內(nèi)的不同危險區(qū)。羅振敏[10]使用FLACS軟件對瓦斯發(fā)生爆炸的整個階段進行分析探究，解決了瓦斯發(fā)生爆炸后所產(chǎn)生的熱量是通過熱傳導(dǎo)、對流換熱以及輻射熱來進行熱傳遞;張玉周[11]使用DYTRAN軟件對瓦斯發(fā)生爆炸的整個過程進行分析，最終得出了管道內(nèi)障礙物的多少對于沖擊波的傳播速度的作用程度;曲志明[12]通過計算軟件分析說明了瓦斯爆炸所產(chǎn)生的壓力波和速度波在進行傳播時的相關(guān)性。

現(xiàn)如今，我國大多數(shù)的學(xué)者在對瓦斯爆炸進行分析研究時使用的計算軟件主要是Fluent。例如，黃文祥[13]等學(xué)者便借助了 Fluent軟件中的一個高速攝影儀對瓦斯爆炸所產(chǎn)生的不同火焰進行了分析模擬，進而得出火焰的具體特性以及其傳播的速率皆有一定的規(guī)律可循;鄭有山[14]等學(xué)者主要分析的是瓦斯在管道的變截面區(qū)域內(nèi)所產(chǎn)生的爆炸情況，通過使用Fluent軟件，得出了瓦斯爆炸所產(chǎn)生的強度的大小與管道的變截面區(qū)域的大小有著正向的關(guān)系;楊春麗[15]基于Fluent軟件對瓦斯的濃度進行分析從而得出瓦斯?jié)舛鹊拇笮∨c它所處的區(qū)域有正向關(guān)系，巷道越大，涌出的瓦斯?jié)舛仍蕉?，反之則越少;戴林超[16]借助了計算軟件分析了瓦斯在完全密封著的管道內(nèi)所產(chǎn)生爆炸的威力，最后得到了其火焰的特性、傳播速度的規(guī)律。

國內(nèi)有眾多學(xué)者也對導(dǎo)致瓦斯發(fā)生爆炸的因素進行了研究，如巷道、采空區(qū)區(qū)域的大小以及形狀等。例如，侯瑋[17]從不同角度對管道內(nèi)部所產(chǎn)生的沖擊波進行分析，發(fā)現(xiàn)沖擊波的壓力以及溫度等在經(jīng)過90度的管道時均出現(xiàn)減少的現(xiàn)象;朱學(xué)亮[18]等學(xué)者通過分析管道的長短對瓦斯爆炸所產(chǎn)生的作用，繼而得出了瓦斯爆炸所產(chǎn)生的火焰在不同長度的巷道內(nèi)有不同的傳播速度，并將其分為了以下三個主要階段：快速上升、擴散傳播以及慣性前進。蘭澤全[19]等學(xué)者基于某一計算軟件對瓦斯的濃度進行分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)采空區(qū)的區(qū)域較大時，在一定程度上可以減少瓦斯所擴散的濃度的大小，當(dāng)采空區(qū)處于泄風(fēng)巷的位置時則可以對瓦斯?jié)舛冗M行分流;謝振華[20]等學(xué)者主要從采空區(qū)形狀的角度對瓦斯?jié)舛犬a(chǎn)生的影響進行分析研究。

國內(nèi)還有許多學(xué)者對發(fā)生瓦斯爆炸管道內(nèi)所存在障礙物的各種特征進行了分析研究。比如說王志青[21]基于計算軟件對瓦斯爆炸所產(chǎn)生的壓力值進行分析，得出了條狀的障礙物對爆炸壓力的影響比圓狀的的障礙物要大許多;許航[22]的研究結(jié)果與侯萬兵等人研究得出的結(jié)論是一致的;陳成[23]主要從螺旋形障礙物螺距的角度出發(fā)，得出其與瓦斯爆炸所產(chǎn)生壓力值的大小呈正向關(guān)系的結(jié)論。除了以上這些研究，國內(nèi)的專家們還對瓦斯的初始點燃條件進行了模擬分析。黃子超[24]對瓦斯的點燃溫度進行了分析，繼而得出了瓦斯火焰溫度以及瓦斯爆炸所產(chǎn)生的氣體組成成分濃度的規(guī)律;陳先鋒[25]得出了量比濃度與爆炸的壓力之間的規(guī)律;朱傳杰[26]等學(xué)者主要是對瓦斯爆炸的傳播過程進行了分析研究;宮廣東[27-28]等學(xué)者對瓦斯爆炸的影響因素進行了分析研究，得出了以下結(jié)論：管道內(nèi)有無障礙物在一定程度上決定了瓦斯爆炸的強度，兩者之間存在著正向關(guān)系。根據(jù)國內(nèi)外研究瓦斯爆炸的資料可知[29]，大部分的研究都僅僅局限于煤礦井的管道以及采空區(qū)等，雖然研究瓦斯爆炸的方法有限，但也是非常具有參考價值的。通過不同的角度如管道的U型面、管道的Y型面和管道內(nèi)有無彎道的存在等，眾多學(xué)者對瓦斯爆炸的相關(guān)特性進行了透徹的總結(jié)[30]。

2PIV技術(shù)的研究

PIV（particle image velocimetry）即為粒子圖像測速，是近代以來研究流體物質(zhì)最常用的一種測速工具，它的最主要的三大特點便是瞬態(tài)、無接觸式以及多點。它在進行流體的模擬計算時完全打破了傳統(tǒng)測速工具的局限性，可以在不接觸流體的前提下對其進行瞬態(tài)的分析，分析內(nèi)容主要包括流體空間結(jié)構(gòu)、流體在一定環(huán)境中的特征以及流體速度傳播的特性。

利用PIV技術(shù)在對流場進行分析模擬時，是通過散播一定的示蹤粒子與其內(nèi)部不進行接觸的高精度測量，PIV憑借著這些優(yōu)勢在國內(nèi)外越來越被大家所接受[31]。自20世紀(jì)七十年代首先提出PIV這一測速流體的方法時，它是不被大家所接受的，但是隨著它的不斷改進與完善測速技術(shù)的同時也被更多的人所熟知并廣泛的應(yīng)用于流場的測速中，PIV工具也從過去的僅能使用二維2D-2C技術(shù)來測量流場中的流體的特征，到現(xiàn)在已經(jīng)可以自如的使用二維2D-3C、三維3D-3C技術(shù)對其進行測量[32];隨著PIV技術(shù)的精進，越來越多的領(lǐng)域開始使用該技術(shù)并將該技術(shù)作為測速的基礎(chǔ)工具來使用，例如在空間壓強場重構(gòu)技術(shù)[33]、遠(yuǎn)場噪聲的預(yù)測技術(shù)[34]以及氣動載荷的確定技術(shù)[35]等方面的應(yīng)用。

PIV第一代的自關(guān)模式最早出現(xiàn)在1990年前后，在技術(shù)人員的不斷完善下，該技術(shù)的精準(zhǔn)度以及實用性均有了質(zhì)的飛躍，并廣泛的被業(yè)界人士所認(rèn)可;但PIV技術(shù)仍然存在著一定的局限性，比如說使用該技術(shù)在進行流場區(qū)域的劃分時比較浪費時間，工序上更加復(fù)雜，所以PIV技術(shù)也在進行著新一輪的創(chuàng)新，經(jīng)過不斷嘗試最終研究出了新一代的DPIV技術(shù)，全稱為數(shù)字圖像測速技術(shù)。DPIV技術(shù)的優(yōu)點是用計算機技術(shù)對流場空間的結(jié)構(gòu)和特征進行數(shù)據(jù)化的處理，并將之以圖像化的方式呈現(xiàn)在大家面前[36]。

我國對于PIV的研究始于1990年前后，當(dāng)時許多著名的高校都在進行該項技術(shù)的研究，如北京航空航天大學(xué)、浙江大學(xué)以及大連理工大學(xué)等。北京航空航天大學(xué)的申功炘[37]等人研究PIV技術(shù)的時間較長，主要是借助實際模擬與計算機圖像分析的方法來對PIV技術(shù)測量流體的速度、特征進行分析研究，從而得出相應(yīng)流體計算的理論公式，也為PIV技術(shù)之后的應(yīng)用打下了良好的根基。浙江大學(xué)的王燦星[38]團隊主要是分析研究PIV技術(shù)在處理技術(shù)圖像方面。阮曉東[39]團隊在基于Delaunay計算技術(shù)的基礎(chǔ)上研究出了如何處理PIV數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的錯誤矢量。清華大學(xué)的禹明忠[40]團隊主要研究的是當(dāng)PIV技術(shù)在使用的過程中出現(xiàn)圖像變形時，對其進行糾正改進，以便于PIV技術(shù)更好地應(yīng)用于流場測速上。北京航天航空大學(xué)的高琪[41]團隊則主要研究的是PIV速度場的處理方式，在原有的基礎(chǔ)上提出了一種新型的POD分解處理技術(shù)，從而對速度場進行更好地處理。天津大學(xué)的李恩幫[42]團隊從PIV技術(shù)所散布示蹤粒子的角度出發(fā)，通過研究粒子特征對其進行數(shù)據(jù)模擬，從而得出了示蹤粒徑與脈動頻率等對示蹤粒子的影響規(guī)律。

除了國內(nèi)的學(xué)者研究以外，國外的許多學(xué)者也對PIV技術(shù)中所出現(xiàn)的錯誤矢量進行了分析研究，如H Huang，D Dabiri和M Gha[43]等人得到了錯誤矢量的相關(guān)處理方法，這種方式極大的減少了PIV技術(shù)中所出現(xiàn)的錯誤矢量，然而它也有一定的局限性，即沒有充分考慮示蹤粒子以及其流動速度等因素的作用。J Nogueira，A Lecuona和P A Rodriguez[44]等學(xué)者同樣研究了PIV技術(shù)中所出現(xiàn)的錯誤矢量，他們主要是通過插值過濾的方法，從而減少錯誤矢量。M Stanislasy和J C Monnierz[45]等學(xué)者從示蹤粒子的三個角度即密度、粒徑和濃度出發(fā)，研究其對PIV技術(shù)的精準(zhǔn)度的影響程度。R Theunissen和F Scarano[46]等學(xué)者分析了使用PIV技術(shù)在進行數(shù)據(jù)處理時的影響因素，最終得出查詢窗口的尺寸對錯誤矢量的多少有極大的影響。

PIV技術(shù)在初始階段的應(yīng)用中暴露出許多的問題，如以前在進行數(shù)據(jù)處理時大多是使用二維2D-2C技術(shù)對流場數(shù)據(jù)進行處理分析，但是隨著需求的不斷增加，以及流場流體的復(fù)雜性不斷加大，傳統(tǒng)的二維2D-2C技術(shù)已經(jīng)不能滿足時代的需求，于是，相關(guān)的技術(shù)人員便經(jīng)過不斷的改進，最終形成了二維2D-3C、三維3D-3C技術(shù)。H Royer[47]等學(xué)者最先提出了適合全息PIV技術(shù)的圖像處理方法，并得到業(yè)界人士的認(rèn)可;康琦[48]則開發(fā)出了3D-PIV技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于流場測速。

通過以上分析可知，PIV技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到二維流場中，并且PIV技術(shù)較之以前也有了極大的進步，如精準(zhǔn)度更高，在數(shù)據(jù)和圖像的處理上也更為先進。然而，二維2D-2C技術(shù)仍存在著一定的局限性，比如在不同平面的測速上會受到限制，大多只能測量一個平面，為了突破二維的局限性，經(jīng)過不斷地研究發(fā)展，最終開發(fā)出了二維2D-3C、三維3D-3C技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于流場測速。

3燃燒流場中PIV技術(shù)的研究現(xiàn)狀

各式新型燃燒技術(shù)的問世使得研究燃燒流場復(fù)雜性的水平得到有效的提升，人們開始關(guān)注火焰流場的可視化等問題。

在國外，德國羅斯托克大學(xué)的Hannes Kroger[49]等人通過研究相關(guān)理論，發(fā)現(xiàn)了CIVB現(xiàn)象，還發(fā)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)射流時可以產(chǎn)生渦，便提出了渦是穩(wěn)定的且在渦內(nèi)的流動具有軸向和徑向速度的這一觀點。日本的Teruhito Otsuka和Piotr Wolanski[50]利用PIV觀察火焰的結(jié)構(gòu)，分析了如何才能得到更加精準(zhǔn)的速度場，且與其他學(xué)者探討了如何選擇最佳示蹤粒子直徑等問題。英國的Q Wang[51]通過研究有關(guān)理論，提出了之所以環(huán)形渦能夠從噴嘴一直運動至火焰的下游位置是由于同軸空氣的推動力這一觀點。英國的Li-Wei Chen團隊[52]提出將鎖相技術(shù)與高速紋影技術(shù)相結(jié)合，從而探索在聲場激勵作用下，噴散火焰的噴嘴發(fā)生流動的特點，得到了在不同頻率下聲波的速度場以及擴散火焰所形成的紋影圖像，這些都表明在聲場刺激下，致使燃料流速存在一系列的波動不僅是因為聲場，還受到附近空氣運動的改變。P.Gopalakrishnan[53]提出將PIV與OH PLIF技術(shù)兩者相結(jié)合的手段從而分析得出了燃燒器其停滯點的具體位置和NOx排放二者之間相關(guān)聯(lián)的地方。

Papadopoulos等人[54]利用PIV檢測到甲烷/空氣擴散燃燒脈動火焰的速度場。Widmann等人[55]將三維PIV技術(shù)應(yīng)用于旋流噴射火焰在噴嘴處的速度特性實驗，對比分析了平行于噴嘴處3個方向上的速度。Han與Mungal[56]結(jié)合PIV技術(shù)與PLIF技術(shù)，也稱之為激光誘導(dǎo)熒光法，測量了湍流射流的燃燒流場，從而取得了流場速度的分布。Kurosawa等人[57]將PIV測試技術(shù)應(yīng)用于燃?xì)廨啓C的燃燒室，對比了在預(yù)混燃燒和擴散燃燒這兩種情況下的火焰速度場。

Kodal等人[58]采用PIV測量了不同雷諾數(shù)下的甲烷/空氣擴散火焰的流場，進一步分析了湍流結(jié)構(gòu)以及雷諾應(yīng)力。Otsuka等人[59]采用PIV測量了不同當(dāng)量比下的甲烷/空氣預(yù)混火焰?zhèn)鞑サ乃俣?、火焰的結(jié)構(gòu)和速度的分布情況。Nye等[60]學(xué)者利用PIV測量了V型甲烷/空氣預(yù)混火焰和卡門渦街相互作用產(chǎn)生的火焰，從而進一步驗證了測量結(jié)果與OH-PLIF和數(shù)值模擬相類似。Muniz[61]等學(xué)者利用PIV測量了值班和抬升湍流的非預(yù)混火焰，進一步對值班火焰湍流的結(jié)構(gòu)、卷吸以及伴流速度等特性進行研究。Adrian[62]提出即使縮短一些查詢區(qū)尺寸也能利用PIV技術(shù)測量速度場存在的高階脈動量，此外還與LDV進行對比，認(rèn)為PIV利用燃燒流場所產(chǎn)生的湍流極大程度縮短了測量工作的勞動量。Yshion[63]提出利用PIV技術(shù)測量非穩(wěn)態(tài)的分離流速度場，從而獲得二階統(tǒng)計的有關(guān)數(shù)據(jù)。Kim M等人[64]提出利用聲場去擴散火焰的形態(tài)，稱PIV和OH激光的誘導(dǎo)熒光，即PLIF相應(yīng)用，從而取得火焰的峰面這一速度矢量圖以及OH等值的云圖，這一實驗現(xiàn)象表明火焰由于聲場的刺激可以在擴散鋒面上展現(xiàn)一系列渦街。猶他大學(xué)的Eric Eddings在兩相射流的火焰測量前提下采用PIV技術(shù)，并將煤粉作為示蹤粒子去研究層流條件時在不同的當(dāng)量比下射流煤粉所形成的火焰場，從而得出以煤粉作為示蹤粒子在PIV的測量中是可行的[65]。

目前國外專家同樣認(rèn)為將PIV技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜流場這一方法是可行的。Schroli[66]等專家實踐了當(dāng)壓力至0.7MPa，來流溫度到800K時，利用PIV技術(shù)測量可以得到單頭部燃燒室內(nèi)所產(chǎn)生的旋流流場的結(jié)構(gòu)，表明燃燒使得PIV跨幀相機亮度過于飽和的問題迎刃而解。Ahmed[67]等人對單級旋流結(jié)構(gòu)的燃燒室進行研究時提出將PIV技術(shù)應(yīng)用于不同的主燃孔位置以及不同油氣比條件下的流場。

楊浩林等人[68]率先在國內(nèi)運用PIV技術(shù)去研究甲院同軸射流的擴散燃燒的流場，分析了火焰光的強弱是否會對結(jié)果產(chǎn)生影響，此外還解決了示蹤粒子怎樣導(dǎo)入燃?xì)夤?。以往我國在利用PIV技術(shù)研究燃燒時大多是在冷態(tài)模擬情況下，郁煒等人[69]將PIV技術(shù)應(yīng)用于燃燒流場，周見廣[70]將PIV技術(shù)應(yīng)用于帶有鈍體燃燒器的噴嘴出口位置的燃燒流場，對比分析了冷態(tài)的流場與燃燒火焰內(nèi)部的流場。上海交大的團隊成員[71]利用PIV技術(shù)測量了包括擴散燃燒和去旋轉(zhuǎn)非預(yù)混燃燒等火焰流場。環(huán)形燃燒室流場的研究歸功于南京航空航天大學(xué)覺新憲[72]等人，他們在考慮了主燃孔的尺寸、空間的排布、進口的空氣溫度以及一級軸向旋流器的旋流角度等影響因素的基礎(chǔ)上，得到了流場速度的大小和脈動的速度及雷諾應(yīng)力等一系列參數(shù)以及冷態(tài)流場在回流區(qū)的長度上長于燃燒流場，燃燒火焰流場的脈動速度大于冷態(tài)流場等結(jié)論。王成軍[73]等人對于不同的葉片數(shù)以及第3級的旋流器葉片安裝角設(shè)計了相對應(yīng)的3級旋流器結(jié)構(gòu)，分析了在PIV技術(shù)條件下燃燒室流場的特性。

總之，火焰的可視化在國外研究的比較多，在國內(nèi)卻發(fā)展較慢，主要是因為局限于無反應(yīng)流場以及簡單燃燒流場。在國內(nèi)，燃燒流場的相關(guān)研究才興起，將PIV應(yīng)用于更為復(fù)雜的燃燒流場，尤其能夠結(jié)合其它的技術(shù)將是以后研究的方向。比如國外開始結(jié)合紋影、PLIF等新技術(shù)結(jié)合PIV去測量更復(fù)雜的燃燒流場。

4結(jié)語

1）應(yīng)用PIV的二維2D-3C和三維3D-3C系統(tǒng)可以對管道內(nèi)瓦斯爆炸流場進行研究;所使用的二維2D-3C和三維3D-3C系統(tǒng)不同于2D-2C技術(shù)，其可以對流場的全部三維立體的速度場及管道內(nèi)的瓦斯爆炸流場去進行研究分析。

2）爆炸流場示蹤粒子的選擇應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因為流場不同，PIV中用到的示蹤粒子一樣不相同。

3）PIV與紋影和PLIF等一些新技術(shù)相結(jié)合可測量更復(fù)雜的流場。

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（責(zé)任編輯：張江）