PIV耦合监测系统的设计与实现的中期报告一、项目概述本项目旨在设计一个基于PIV（ParticleImageVelocimetry）耦合监测系统，用于实时监测船舶波浪与振动情况，为船舶设计和改进提供参考数据。二、设计方案PIV是一种用于获得流体中速度场信息的非侵入式测量技术，通过拍摄流体中悬浮粒子的运动轨迹，计算出速度分布情况。因此，本系统将采用PIV技术获得船舶周围水域的流场速度信息，结合加速度传感器等设备获取船体振动信息，通过数据分析得出船舶在波浪中的振动情况以及波浪对船舶的影响，为船舶设计提供参考。系统框架主要包括以下模块：1.激光点阵及粒子悬浮液体供应系统：激光点阵用于照射流场中的悬浮粒子，粒子悬浮液体用于产生悬浮粒子。2.高速摄像机及镜头控制模块：用于拍摄流场中的悬浮粒子的运动轨迹。3.数据采集及处理模块：将摄像机拍摄到的视频、加速度传感器读取的振动数据进行处理和分析，得出船舶受波浪影响的振动情况。4.显示模块：将分析结果通过显示屏或其他接口显示出来。三、实现进展1.确定了系统框架和模块，完成了系统设计。2.购买了高速摄像机、激光器、光栅板等硬件设备，并进行了初步的搭建和测试。3.编写了数据采集及处理程序，可以通过加速度传感器读取振动数据，但仍需要进行优化。4.正在开展加速度计和摄像机的时间同步及数据对齐研究。四、下一步工作计划1.完善自动控制系统，使得悬浮液体粒子分布更加均匀，提高系统精度。2.优化振动数据采集及处理程序，提高振动数据精度。3.完成加速度计和摄像机的时间同步及数据对齐研究，确保数据准确性。4.进一步完善数据分析及显示功能，提高系统实用性。五、结论本项目旨在设计一个基于PIV耦合监测系统，用于实时监测船舶波浪与振动情况。通过前期工作，我们已经完成了系统框架设计，并购买了大部分硬件设备。目前正在进行数据采集及处理程序的优化和加速度计与摄像机的时间同步及数据对齐研究。在完成这些工作后，我们将进一步完善系统功能，提高系统实用性和准确性。