流体结构相互作用（FSI）

流体结构相互作用

全场实验测量系统

流体结构相互作用（FSI）研究流体流动产生表面或结构形变的现象。因为这种相互作用及其产生的表面形貌的变化，流体流动的路径也会因此发生变化：流体流动行为依赖于表面形貌，表面形貌又会因流体对表面所施加的力而改变。这种流体和结构的相互作用可诱导周期性或循环发生的不稳定性，并因此而建立所谓流体诱导振动（FIV）。LaVision提供的测试系统，可同时测量并定量描述流体和表面变化行为。

研究方法：

粒子成像测速(PIV)：采用相隔时间已知的两束短脉冲激光照明一个注入了示踪粒子的平面（或体区域）测试区域。通过对这个区域被照亮的示踪粒子进行成像记录，结合算法分析处理，可获得精确的速度矢量场分布图。

数字图像相关(DIC)：通过对表面进行成像，从而跟踪表面形貌和形变分布。

将我们的PIV和DIC技术组合起来使用便可以测量流体结构的相互作用，同时还可对相关的数值模拟进行验证和优化。

流体相互作用现象，尤其对于当今新型和柔性轻质成分材料，通常具有复杂和非线性特征，因此相关实验测量和有效性研究日益受到重视和关注。流体相互作用效应在多种材料科学应用中都能见到。

船舶舰艇

心脏瓣膜和生物力学

波浪能发电系统

飞机的振翼效应

泵体内部力学

风力发电机

汽车悬挂系统

微型航空器

建筑设计

下面的典型案例由奥斯汀的德克萨斯大学航天工程和机械工程系的Charles E. Tinney (PIV数据）Jayant Sirohi博士(DIC数据)友情提供

上面给出了在一套柔性转子系统上所做的测量。结果显示了两个测量系统PIV和DIC的能力。DIC能够精确地给出表面形貌（并能辨识由于气动力过载所导致的局部应变区域），而PIV则能同时定量给出流体力学特征如端部漩涡屏障等。

PIV数据

中心平面速度场量值

心动周期中收缩期血管3-D 壁面剪切应力

加拿大西安大略大学T. Poepping和S. Kafayati,友情提供

流体结构相互作用在生物力学测试中的应用不那么引人注目：上面的实例显示的是用时间分辨PIV系统测量颈动脉分叉模型流动得到的结果。实验结果给出了对血液流动特征与血液生物学特性和血管几何构型之间复杂相互作用的深入认识。这些结果为解开诸如损伤的血液细胞如何发展为血栓形成环境，血小板的破裂，以及血管损伤的谜团提供了重要的线索。

LaVision可根据用户的需求，提供不同层次和工作模式的流体相互作用分析测试系统。

低成本系统，能够提供时间平均的测试模式。流体和结构行为测试分别独立进行。

中等配置，能够提供瞬态同时的抓拍式测量。也可给出时间平均或相位锁定测量数据。

完全的时间分辨测量系统，能够同时测量流动和结构变化现象，并能辨识瞬态耦合特性。

LaVision在应用DIC和PIV系统于具有挑战性的应用领域具有广泛深入的经验。欢迎您对流体相互作用研究提出宝贵的建议。

我们能够提供即开即用的系统，也能提供高度用户定制的，具有拓展的触发选项的系统。敬请和我们联系，获得更多关于全场测量系统的相关信息。