近日，某國(guó)家實(shí)驗(yàn)室攜手中科君達(dá)視界，成功構(gòu)建并驗(yàn)證了一套基于10 kHz高速粒子圖像測(cè)速（PIV）與平面激光誘導(dǎo)熒光（PLIF）同步耦合測(cè)量的先進(jìn)燃燒診斷平臺(tái)。

   該系統(tǒng)以“千眼狼”高速攝像機(jī)為核心采集設(shè)備，首次在實(shí)驗(yàn)尺度上實(shí)現(xiàn)了火焰流場(chǎng)結(jié)構(gòu)與化學(xué)反應(yīng)區(qū)在同一時(shí)空平面上的高精度、高頻率同步成像，標(biāo)志著我國(guó)在湍流燃燒基礎(chǔ)研究與先進(jìn)診斷技術(shù)領(lǐng)域取得關(guān)鍵進(jìn)展。

   在新能源動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)與清潔燃燒技術(shù)攻關(guān)中，火焰穩(wěn)定性、燃燒效率及污染物生成機(jī)制高度依賴(lài)于流動(dòng)結(jié)構(gòu)與化學(xué)反應(yīng)之間的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段受限于單一物理量測(cè)量，難以捕捉二者瞬態(tài)交互過(guò)程。

   針對(duì)這一痛點(diǎn)，國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科君達(dá)視界，集成PIV與PLIF兩大光學(xué)診斷技術(shù)，通過(guò)高精度光路耦合與時(shí)序同步控制，實(shí)現(xiàn)了PIV與PLIF數(shù)據(jù)在時(shí)間與空間上的嚴(yán)格對(duì)齊，通過(guò)千眼狼高速攝像機(jī)S1310M及耦合像增強(qiáng)器的應(yīng)用，保障了在10 kHz高頻采集下仍能獲得清晰的粒子圖像與熒光信號(hào)。此外，通過(guò)激光能量脈動(dòng)修正與片光能量分布修正，提升了PLIF熒光圖像數(shù)據(jù)的可靠性、可比性、準(zhǔn)確性。

   實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，耦合后的數(shù)據(jù)可直觀(guān)呈現(xiàn)火焰鋒面形態(tài)與局部渦結(jié)構(gòu)的同步演變關(guān)系。

   增強(qiáng)了研究人員對(duì)燃燒過(guò)程中流動(dòng)反應(yīng)互作機(jī)制的認(rèn)識(shí)。該成果不僅為燃燒基礎(chǔ)研究提供了先進(jìn)技術(shù)方法支撐，也為新能源動(dòng)力裝置的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

   此次PIV-PLIF耦合測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，體現(xiàn)了國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在高端實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)集成方面的引領(lǐng)作用，也展示了中科君達(dá)視界在高端光學(xué)成像與測(cè)量設(shè)備領(lǐng)域的自主研發(fā)能力。該P(yáng)IV-PLIF耦合測(cè)量平臺(tái)的成功應(yīng)用，將為航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、氫能燃燒器等重大裝備的燃燒優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。