隨著微流動器件應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展,包括在生命科學(xué),微流控芯片和微加工制造等相關(guān)領(lǐng)域,流體器件內(nèi)部的流體力學(xué)特性成為了重要的研究內(nèi)容。微尺度下由于雷諾數(shù)低表面力作用相對增強(qiáng),流動行為與宏觀尺度有很大不同。顯微粒子圖像測速技術(shù)(Micro-scale particle image velocimetry,Micro-PIV)是一種整場,瞬態(tài),定量的微尺度速度場測量方法,已達(dá)到相當(dāng)高的分辨率,成為重要的微流動研究手段之一,引起了廣泛的研究關(guān)注.

粒子圖像計(jì)算方法是顯微粒子圖像測速技術(shù)中重要的研究內(nèi)容,圖像計(jì)算精度是決定流體測速結(jié)果不確定度的重要因素。在分析單幅雙曝光自相關(guān)算法和單幅單曝光互相關(guān)算法的基礎(chǔ)上,將統(tǒng)計(jì)互相關(guān)算法和平均算法相結(jié)合,提出平均統(tǒng)計(jì)互相關(guān)算法。在不同診斷窗口大小下對粒子圖像的計(jì)算結(jié)果顯示,統(tǒng)計(jì)互相關(guān)算法的精度高于其他兩種相關(guān)算法。分析了診斷窗口大小對計(jì)算精度的影響,給出計(jì)算參數(shù)的選擇方法,并給出利用平均統(tǒng)計(jì)互相關(guān)算法計(jì)算微溝道中粒子圖像的結(jié)果。

Micro-PIV目前已達(dá)到相當(dāng)高的分辨率(0.1μm),成為一種重要的微流動研究手段,引起廣泛的研究關(guān)注，在近壁面流動,電滲流,微混合,生物流體,微液滴與氣泡等研究中取得了長足的進(jìn)展。