流體力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究中，流場(chǎng)可視化與速度測(cè)量一直是個(gè)難題。傳統(tǒng)的測(cè)速方法如皮托管、熱線風(fēng)速儀等，雖然能夠提供一定的速度信息，但往往無(wú)法滿足復(fù)雜流場(chǎng)的高精度測(cè)量需求。隨著激光技術(shù)和光學(xué)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，平面激光誘導(dǎo)熒光測(cè)速系統(tǒng)（PLIF）逐漸成為流場(chǎng)可視化與精確測(cè)量的重要工具。本文將介紹平面激光誘導(dǎo)熒光測(cè)速系統(tǒng)的工作原理、技術(shù)優(yōu)勢(shì)及其在流體力學(xué)研究中的應(yīng)用。
平面激光誘導(dǎo)熒光測(cè)速系統(tǒng)（PLIF）的基本原理是利用激光激發(fā)流場(chǎng)中的熒光物質(zhì)，通過(guò)檢測(cè)熒光信號(hào)的強(qiáng)度和分布來(lái)獲得流場(chǎng)的速度信息。具體來(lái)說(shuō)，首先向流場(chǎng)中引入一種熒光物質(zhì)，這種物質(zhì)在受到特定波長(zhǎng)的激光激發(fā)后，會(huì)發(fā)生熒光現(xiàn)象。當(dāng)流場(chǎng)中的熒光物質(zhì)隨流體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其發(fā)出的熒光信號(hào)也會(huì)隨之移動(dòng)。通過(guò)高速相機(jī)捕捉這一移動(dòng)過(guò)程，并利用圖像處理技術(shù)分析熒光信號(hào)的位移和強(qiáng)度變化，就可以得到流場(chǎng)的速度分布。
平面激光誘導(dǎo)熒光測(cè)速系統(tǒng)具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
高空間分辨率：PLIF系統(tǒng)利用激光作為激發(fā)光源，能夠?qū)崿F(xiàn)高空間分辨率的流場(chǎng)測(cè)量，對(duì)于復(fù)雜流場(chǎng)的微觀結(jié)構(gòu)和精細(xì)特征有著出色的捕捉能力。
非侵入性：PLIF系統(tǒng)無(wú)需在流場(chǎng)中插入任何探頭或傳感器，避免了對(duì)流場(chǎng)的干擾，保證了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
高時(shí)間分辨率：結(jié)合高速相機(jī)，PLIF系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流場(chǎng)動(dòng)態(tài)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，捕捉到流場(chǎng)中的瞬態(tài)現(xiàn)象和快速變化。
廣泛的適用性：PLIF系統(tǒng)適用于各種流體，包括氣體和液體，且不受流場(chǎng)速度和溫度的限制。
在流體力學(xué)研究中，平面激光誘導(dǎo)熒光測(cè)速系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域。例如，在航空領(lǐng)域，PLIF系統(tǒng)可用于研究飛機(jī)翼型的氣流分離和渦旋結(jié)構(gòu)；在汽車工程中，可用于車輛尾氣擴(kuò)散和排放控制的研究；在水動(dòng)力學(xué)中，可用于河流、湖泊和海洋中的流速測(cè)量和水質(zhì)監(jiān)測(cè)；在生物醫(yī)學(xué)工程中，可用于血液流動(dòng)和細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)。
