隨著微流動器件應用領域的發(fā)展,包括在生命科學,微流控芯片和微加工制造等相關領域,流體器件內(nèi)部的流體力學特性成為了重要的研究內(nèi)容。微尺度下由于雷諾數(shù)低表面力作用相對增強,流動行為與宏觀尺度有很大不同。顯微粒子圖像測速技術(Micro-scale particle image velocimetry,Micro-PIV)是一種整場,瞬態(tài),定量的微尺度速度場測量方法,已達到相當高的分辨率,成為重要的微流動研究手段之一,引起了廣泛的研究關注.

粒子圖像計算方法是顯微粒子圖像測速技術中重要的研究內(nèi)容,圖像計算精度是決定流體測速結果不確定度的重要因素。在分析單幅雙曝光自相關算法和單幅單曝光互相關算法的基礎上,將統(tǒng)計互相關算法和平均算法相結合,提出平均統(tǒng)計互相關算法。在不同診斷窗口大小下對粒子圖像的計算結果顯示,統(tǒng)計互相關算法的精度高于其他兩種相關算法。分析了診斷窗口大小對計算精度的影響,給出計算參數(shù)的選擇方法,并給出利用平均統(tǒng)計互相關算法計算微溝道中粒子圖像的結果。

Micro-PIV目前已達到相當高的分辨率(0.1μm),成為一種重要的微流動研究手段,引起廣泛的研究關注，在近壁面流動,電滲流,微混合,生物流體,微液滴與氣泡等研究中取得了長足的進展。