研究目的
开发并展示一种基于FPGA的新型在线动态模态分解方法，用于非定常流动行为的锁相粒子图像测速（PIV）测量，特别是提取和分析湍流分离与再附流动中的多个非定常事件。
研究成果
在线FPGA-DMD方法成功实现了非定常流动行为的高时空分辨率锁相PIV测量，能精确捕捉并分离拍动分离泡、涡撞击等多重事件。该方法为复杂湍流分析提供了可靠手段，克服了传统技术的局限，在流体力学研究中具有精细流动表征的潜在应用价值。
研究不足
该方法仅适用于具有周期性或准周期性非定常事件的流动；对于高度非周期或混沌流动可能无法有效处理?？占浞直媛适躊IV设备配置限制，且该方法需要预先进行耗时的离线训练。FPGA实现方案针对特定硬件定制，可能影响通用性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用相位锁定PIV系统，结合数字微镜器件(DMD)和现场可编程门阵列(FPGA)进行实时分析。DMD技术从壁面压力波动中识别主导非定常事件，FPGA系统实现快速相位检测计算。
2：样本选择与数据来源：
研究对象为雷诺数1.58×10^4条件下有限钝板(L/D=6.0)周围的湍流分离再附流动。使用23个麦克风阵列采集壁面压力数据，PIV测量速度场。
3：58×10^4条件下有限钝板(L/D=0)周围的湍流分离再附流动。使用23个麦克风阵列采集壁面压力数据，PIV测量速度场。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：麦克风阵列(G.R.A.S. 40PQ)、数据采集系统(NI 9234)、FPGA控制系统(cRIO-9039)、脉冲Nd:YAG激光器(Litron，532nm，135mJ/脉冲)、高像素密度CCD相机(IPX 16M，IMPERX)、PIV同步器、示踪粒子(DEHS)、风洞、钝板。
4：4)、FPGA控制系统(cRIO-9039)、脉冲Nd:
4. 实验流程与操作步骤：离线DMD分析壁面压力数据识别主导模态，将这些模态编程至FPGA。在线模式下，壁面压力快照输入FPGA，实时计算模态系数，经过滤波、峰值检测后生成TTL信号触发PIV系统进行相位锁定测量。
5：实验流程与操作步骤：
5. 数据分析方法：采用自主开发的MATLAB代码进行DMD分析，PIV数据处理使用互相关算法。统计分析包括能量范数和频谱分析。
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获取完整内容-
microphone array
40PQ
G.R.A.S.
Measuring wall-pressure fluctuations
-
data acquisition system
NI 9234
NI, Inc.
Collecting wall-pressure fluctuation data
-
FPGA control system
cRIO-9039
NI
Real-time computation and control for DMD analysis and PIV triggering
-
pulsed Nd:YAG laser
Litron
Illuminating particle tracers for PIV measurements
-
CCD camera
IPX 16M
IMPERX
Recording particle images for velocity field determination
-
frequency-inverter
Danfoss
Controlling mainstream airflow speed in the wind tunnel
-
seeding particles
DEHS
Tracing flow for PIV measurements
-
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