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流动显示技术能够直观的显示流体的运动状态,结合PIV算法,还可以定量分析流场的特征参数和分布情况,是实验流体力学研究中的重要技术手段。采用点激光器结合鲍威尔棱镜产生的片光源,以四氯化钛作为烟雾剂,实现了对风洞中物体绕流图像的显示。利用此技术,记录了圆柱绕流流动显示图像和扁平箱梁涡激振动流动显示图像,并与数值模拟结果进行了对比和讨论；以聚苯乙烯作为示踪粒子,使用自行设计的简化PIV装置,获取了槽道流PIV图像,并利用一种改进的PIV算法定量分析了流场特性,探讨了该套装置在生物医学及河流水文等领域应用的可能性。论文的具体研究内容如下：1、采用点激光器结合鲍威尔棱镜产生的片光源,以四氯化钛作为烟雾剂,记录了圆柱绕流图像,观察到了剪切层中的不稳定波。同时使用三种湍流模型对圆柱绕流进行数值模拟并与实际图像进行对比分析,讨论了三种湍流模型模拟圆柱绕流的优缺点。2、基于Runge-Kutta算法,提出了对结构流致振动响应进行数值求解的方法。对Runge-Kutta算法计算结果与Fluent计算网格更新之间存在的差异进行了修正处理,并通过Anagnostopoulos和Bearman实验参数验证了该数值求解方法的可靠性。采用该方法完成了对两自由度箱梁涡激振动的数值模拟。开展了二自由度悬挂系统箱梁节段模型风洞实验,记录了扭转涡振流动显示图像及该风速下的静止绕流图像,对比分析了数值模拟图像与实际流动图像之间的差异性,并讨论了流固耦合作用对箱梁绕流的影响。3、基于FFT互相关理论提出了一种改进的PIV算法,通过增加搜索半径来提高对较大位移粒子图像的计算精度,并利用标准PIV粒子图像验证了该算法的可靠性。同时利用自行设计的简化PIV装置,以聚苯乙烯作为示踪粒子,采用消费级相机获得了槽道流的PIV粒子图像。基于对各种分辨率及帧速率的图像进行的分析,讨论了引起计算误差的可能原因。并展望了使用该装置在生物医学及河流水文等领域应用的可能性。