电动层析显微粒子成像测速PIV-MitasFlowMaster-Mitas粒子测速仪 高速抛射体穿透沙层的实验研究

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The dynamics associated with a long rod projectile, travelling at high velocity, penetrating a
heterogeneous target has long been an active research area. Historically both analytic and
numeric models have assumed a continuous target medium in order to predict the performance of the penetrator-target system, even in cases where the target is composed of concrete, foam or a granular porous medium such as sand. Continuum models fail to capture the complicated grain level response within the heterogeneous target which can result in asymmetric loading of the projectile leading to variations in projectile performance. In this work a series of experiments were conducted in order to investigate the penetration dynamics of loose sand, specifically with a goal of building a better understanding of the grain level dynamics. High speed photography coupled with a particle image velocimetry (PIV) technique were used to capture both the grain level and bulk response of the penetration event. Experiments were conducted over a velocity range of 30 to 100 m/s using both cylindrical and spherical projectiles. The results indicate that variations in the projectile size and shape effect cavity formation and that cavity formation occurs nearly 25 times slower than the projectile velocity.

          FlowMaster MITAS激光图像系统由一个三轴驱动显微位移平台构成，该平台拥有一个高性能的控制器并且装备了一个精度很高的显微物镜。在标准的应用中使用了一个小型的二极管泵浦固体激光器（DPSS）作为脉冲光源以及通用跨帧多曝光CCD相机。内置了同步控制单元的系统计算机负责控制整个激光图像系统。LaVision的模块化DaVis软件用以进行高级的图像采集和数据分析工作。xyz (调焦)三坐标位移台可以用一个游戏杆进行手动操作，也可以通过DaVis软件中的控制管理器进行操作。管理器中有一个包含许多位置信息的列表，每一个位置信息都可以被添加、编辑和删除。方便的可重复定位的特性保证了系统在每次操作以后，比如更换透镜以后都可以定位到原来的操作位置。激光通过一根光纤传导到显微位移平台上。一个内置的导航发光二极管用以帮助进行目标聚焦调节。其中的光波滤波模块盒可以随时更换以适应不同入射和散射波长的光信号分离。
 系统主要参数指标：
 1.速度场测试范围：100微米至宏观尺度
 2.典型应用所需显微物镜放大倍率：5X至40X
 3.显微物镜类型：平场长工作距离荧光物镜。
 4.标配CCD相机灵敏度：65 % @500 nm
 5.标配CCD相机分辨率：1376 x1040 像素
 6.典型情况下的测量速度上限：采用5X显微物镜，双帧时间间隔为500纳秒，则测量速度上限约为20米/秒。
 7.速度场分析精度：可达0.1像素。
 8.层析测量精密机械定位系统性能指标：                                                                

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