南京航空航天大学徐惊雷教授|基于PIV的超声速流压力场重构技术的实验验证

南京航空航天大学徐惊雷教授在Science China TechnologicalSciences 2025年68卷第3期发表题为“Experimental verification of a PIV based pressure field reconstruction technology in supersonic flows”的研究论文，提出了一种基于粒子图像测速（Particle Image Velocimetry, PIV）技术重构流场压力的新方法

SCVT-1的构造

该方法采用矢通量分裂（Flux Vector Splitting, FVS）技术离散处理守恒型纳维–斯托克斯方程，因此适用于可压缩流，尤其是存在强激波的超声速流动。在2.9–3.0马赫的来流条件下，构造了两个典型的超声速强激波流动，并通过PIV实验研究FVS方法的重构性能，包括简单斜激波流以及存在流动分离的激波/附面层干扰（Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SWBLI）流动。通过数值理论解、激波极线解等分析方法对FVS法重构压力结果进行了综合地评估。激波极线结果表明，FVS方法在激波下游重构精度更高，压比误差小于2%。尤其是激波/激波交点以及激波/边界交点下游的区域，传统的泊松法由于误差的传递与累积效应严重，导致重构失效。对于SWBLI流动，壁面的重构压力与参考压力吻合良好。此外，基于超声速流动的物理特征，讨论了不同方法的重构性能。进一步解释了FVS方法的优越性能得益于压力信息沿着特征波的方向传递。

Tian, J., Xu, J., Liu, S. et al. Experimental verification of a PIV-based pressure field reconstruction technology in supersonic flows. Sci. China Technol. Sci. 68, 1320601 (2025)

选自微信公众号 中国科学技术科学