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第1章 绪论1

1.1 历史背景1

1.2 粒子图像测速的原理3

1.3 PIV技术在近20年的发展7

第2章 物理和技术背景13

2.1 示踪粒子13

2.2 粒子的生成和供给19

2.3 光源26

2.4 片光源光学元件40

2.5 流动的体照明43

2.6 小粒子成像44

2.7 胶片采集61

2.8 数字图像采集64

2.9 标准视频和PIV69

2.10 视频标准70

第3章 统计PIV评估的数学背景72

3.1 粒子图像位置72

3.2 图像强度场74

3.3 单曝光采集的平均量、自相关和方差76

3.4 两个单曝光采集对的互相关78

3.5 双曝光采集的相关80

3.6 位移相关的期望值82

3.7 相关的最优化84

第4章 PIV采集技术87

4.1 PIV胶片相机89

4.2 PIV数字相机91

4.3 单帧／多曝光采集100

4.4 多帧PIV采集107

第5章 PIV图像评估方法110

5.1 相关与傅里叶变换111

5.2 PIV评估方法的总结114

5.3 光学PIV评估116

5.4 数字PIV评估117

5.5 测量噪声和精确度145

第6章 PIV数据的后处理157

6.1 数据验证158

6.2 替换方案167

6.3 矢量场算子168

6.4 微分量的估算169

6.5 积分量的估算179

6.6 涡结构检测185

第7章 三分量PIV测量方法187

7.1 立体PIV189

7.2 双平面PIV204

7.3 体积内三分量PIV测量208

第8章 微PIV（Micro-PIV）216

8.1 引言216

8.2 微PIV概述219

第9章 应用实例232

9.1 液体流动232

9.2 边界层239

9.3 跨声速流动245

9.4 涡环流立体PIV测量254

9.5 涡环流双平面PIV测量261

9.6 大尺度瑞利-伯纳德热对流267

9.7 PIV图像序列的分析272

9.8 跨声速三角翼上的速度和压力分布276

9.9 后台阶流动中相关结构的检测279

9.10 圆形空气射流中涡配对的定量研究283

9.11 直升机空气动力学特性的立体和体积方法290

9.12 跨声速涡轮立体PIV测量303

9.13 跨声速离心式压缩机PIV测量308

9.14 化学反应流场PIV测量314

9.15 机翼后缘噪声源高速PIV测量研究318

9.16 体积PIV321

9.17 航天飞机模型超声速PIV测量324

9.18 多平面立体PIV测量326

9.19 微尺度PIV风洞研究333

9.20 微PIV（Ⅰ）337

9.21 微PIV（Ⅱ）343

9.22 纳米PIV353

9.23 微PIV在生命科学中的应用359

第10章 相关技术363

10.1 变形测量使用的数字图像相关法（DIC）364

10.2 背景纹影技术367

附录A 数学附录376

符号表378

参考文献385