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一种基于核密度估计评估PIV集合互相关响应的通用方法

DOI：10.1007/s00348-018-2627-8 期刊：Experiments in Fluids 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 粒子图像测速技术中的互相关运算众所周知具有非线性算子特性，其表现高度依赖于示踪粒子图像的分布和图像质量。虽然目前针对简单流动工况已有关于相关响应解析描述的研究，但本研究提出一种基于核密度估计的方法，可获取任意确定性流场的固有相关响应。该新方法无需进行蒙特卡洛模拟，且因其对参数设置的内在敏感性较低，成为分析图像互相关导致底层流场滤波效应的更高效替代方案。文中推导了基础方程并开展数值评估，验证了该方法模拟系综相关的适用性。
作者： Raf Theunissen，Matthew Edwards
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研究概述 实验方案

研究目的

提出一种基于核密度估计的方法，用于评估粒子图像测速（PIV）中的集合互相关响应，无需进行蒙特卡洛模拟，并分析图像互相关对底层速度场的滤波效应。

研究成果

基于核密度估计提出的半解析模型能有效复现集合相关图，为评估粒子图像测速（PIV）中固有的互相关滤波提供了一种优于蒙特卡洛模拟的可行方案。该方法特别适用于研究互相关在PIV及计算流体力学（CFD）不确定性评估中引入的调制效应。

研究不足

该方法假设实验条件良好，例如采用薄光片和近轴成像。它未将图像噪声视为可能影响瞬时数据平均值收敛性的额外自由度。

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