CN102435411A - 可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统及方法。其中，方法为：纳米粒子发生器向风洞实验段内投放纳米示踪粒子；同步控制器根据计算机的第一控制信号发出第二控制信号；CCD相机收到第二控制信号后，对风洞实验段内的流场曝光，同时，双腔激光器在CCD相机曝光的时间内先后发射激光束；CCD相机得到时间相关的两幅纳米粒子图像；计算机根据时间相关的两幅纳米粒子图像同时得到流场的速度场以及密度场，进而获得可压缩湍流的雷诺应力。通过本发明，能够解决无法同时得到速度场和密度场的技术问题，进而达到同时测得可压缩湍流的速度场及密度场、并根据同时测得的速度场及密度场获得可压缩湍流的雷诺应力的目的。

Description

可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统及方法

技术领域

本发明涉及航空航天及空气动力领域，特别地，涉及一种可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统。此外，本发明还涉及一种应用上述可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统测量雷诺应力的方法。

背景技术

雷诺应力是研究湍流的重要参数，在理论方面雷诺应力常用于分析、解释湍流运动规律、流动现象。在工程上，特别是航空航天飞行器，大量采用湍流模型进行的流场数值模拟，而雷诺应力试验数据是构建工程湍流模型的基础和前提。因此，对雷诺应力的试验测量就显得极为迫切，具有深远的理论意义和工程价值。

可压缩湍流是流体力学中一类非常典型而重要的流场。由于流体密度的变化不可忽略，可压缩湍流的雷诺应力(其计算公式为：

)耦合了同一时刻、同一位置的速度场以及密度场信息。这就给可压缩湍流雷诺应力的试验测量提出了难题，致使常规的速度场(或密度场)单一的测量手段无法进行可压缩湍流雷诺应力测量。

常见的速度场测量技术和密度场测量技术有：FRS(Filtered Rayleigh Scattering，滤波瑞利散射)、PIV(Particle Image Velocimetry，粒子图像速度场仪)、激光双曝光全息干涉法、基于NPLS原理的超声速密度场技术等等。

FRS是基于激光的分子散射技术，以流场的气体分子作为散射中心。FRS虽然能够得到流场的密度和速度信息，但是用于可压缩流场测量时，其散射光很弱，需要ICCD才能获取，信噪比较低，误差较大。

PIV技术是一种由流动显示技术发展而来的非接触式、瞬态的整场流动测量方法，通过在流体中播撒示踪粒子，并用脉冲激光片光源入射到所测流场区域中，通过连续两次或多次曝光，粒子的图像被记录CCD相机上，采用自相关法或互相关法，逐点处理CCD记录的图像，从而获得流动全场的速度分布。但是PIV技术只能获得流场的速度分布，并不能同时得到密度场分布。

激光双曝光全息干涉技术是一种可以对流场进行全场定量研究的非接触测量方法。它用于流场显示，具有非接触、可定量和全场测量的优点。但是，激光双曝光全息干涉技术只能得到流场的密度变化却不能得到密度场，尤其是对三维复杂流场。激光双曝光全息干涉技术也不能同时得到可压缩流场的速度场和密度场分布。

NPLS是一种非接触精细测试技术。该技术以纳米示踪粒子作为示踪粒子，能够得到流场结构的高时空分辨率的粒子图像。但是对于可压缩湍流雷诺应力所需要的速度场、密度场同时测量的要求，NPLS还是无法满足。因为NPLS技术要求投放的纳米示踪粒子的粒径要很小并且要均匀投放。这样得到的图像过于均匀，则无法达到PIV算法的要求，也就无法实现速度场以及密度场的同时测量。

从以上可知，现有相关技术存在如下问题：

现有的FRS可以实现密度、速度同时测量，但是该技术的空间分辨率和信噪比较低，不宜用于研究存在复杂流场结构的可压缩湍流流场；

现有的PIV技术可测量可压缩湍流流场的全场速度分布，却无法提供流场的密度信息；

现有的激光双曝光全息干涉方法存在空间分辨率低的不足，只能得到密度变化量，不能测量密度场，也不能同时得到速度场信息；

NPLS技术由于纳米示踪粒子的粒径问题不能同时得到速度场、密度场。

所以，综上可见，现有的测试技术无法获得可压缩湍流的雷诺应力分布。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统及方法，以解决当今可压缩湍流雷诺应力无法测量的难题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统，该系统包括：风洞、同步控制器及连接同步控制器并控制同步控制器发出控制信号的计算机，该系统还包括纳米粒子发生器、分别连接同步控制器的双腔激光器及CCD相机。纳米粒子发生器对风洞的风洞实验段内的流场投放纳米示踪粒子；CCD相机对风洞实验段内的流场连续曝光；双腔激光器在CCD相机曝光的时间内先后发射激光束照亮风洞实验段内的流场；CCD相机获得时间相关的两幅纳米粒子图像，并将时间相关的两幅纳米粒子图像传输至计算机；计算机根据时间相关的两幅纳米粒子图像，采用基于流场结构的互相关算法得到流场的速度场；同时，计算机根据该时间相关的两幅纳米粒子图像，采用斜激波校准方法将时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值，从而得到流场的密度场；计算机根据速度场以及密度场得到流场的雷诺应力。

进一步地，流场为可压缩湍流；风洞实验段的四周设置有光学窗口，光学窗口安装有光学玻璃；双腔激光器包括两个激光腔，两个激光腔在同步控制器的时序控制下先后发出激光束；双腔激光器的发射端设有光臂，激光束经由光臂导出并照亮风洞实验段内的流场。

进一步地，光臂从双腔激光器的发射端延伸至正对风洞实验段；光臂的出口处安装有片光镜头，片光镜头将双腔激光器发射的激光束转换为片光；片光覆盖并照亮风洞实验段。

进一步地，CCD相机的镜头正对风洞实验段；两个激光腔发射激光束时，CCD相机同时对流场曝光。

进一步地，计算机向同步控制器发出第一控制信号，同步控制器根据第一控制信号分别同时向CCD相机及双腔激光器发出第二控制信号；CCD相机收到第二控制信号后，经过一个延迟时间T1，CCD相机对风洞实验段内的流场进行第一次曝光及连续的第二次曝光；同时，双腔激光器收到第二控制信号后，经过一个延迟时间T2，两个激光腔先后发射第一激光束及第二激光束照射风洞实验段内的流场，且第一激光束的发光时间及第二激光束的发光时间分别在第一次曝光的时间及第二次曝光的时间内；CCD相机得到时间相关的两幅纳米粒子图像。

根据本发明的另一方面，还提供了一种可压缩湍流雷诺应力的全场测量方法，其提供了上述可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统，该方法包括如下步骤：开启纳米粒子发生器，纳米粒子发生器连续地向风洞实验段内的流场投放纳米示踪粒子以示踪风洞实验段内的流场；计算机向同步控制器发出第一控制信号，同步控制器根据第一控制信号向CCD相机及双腔激光器同时发出第二控制信号；CCD相机收到第二控制信号后，对风洞实验段内的流场连续曝光，同时，双腔激光器收到第二控制信号后，在CCD相机曝光的时间内先后发射激光束，激光束经片光镜头转换成片光，片光照亮流场内的纳米示踪粒子，纳米示踪粒子进而将激光散射；CCD相机得到时间相关的两幅纳米粒子图像，并将时间相关的两幅纳米粒子图像传输至计算机；计算机根据时间相关的两幅纳米粒子图像，采用基于流场结构的互相关算法得到流场的速度场；同时，计算机根据时间相关的两幅纳米粒子图像，采用斜激波校准方法将时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值，从而得到流场的密度场；计算机根据速度场以及密度场得到流场的雷诺应力。

进一步地，CCD相机获得时间相关的两幅纳米粒子图像包括如下步骤：CCD相机收到第二控制信号后，经过一个延迟时间T1，CCD相机对风洞实验段内的流场进行第一次曝光及第二次曝光；同时，双腔激光器收到第二控制信号后，经过一个延迟时间T2，指示双腔激光器的两个激光腔先后发射第一激光束及第二激光束，第一及第二激光束经光臂通过片光镜头折射成片光照射风洞实验段内的流场，且第一激光束的发光时间及第二激光束的发光时间分别在第一次曝光的时间及第二次曝光的时间内；CCD相机从而获得时间相关的两幅纳米粒子图像；

进一步地，时间相关的两幅纳米粒子图像传输至计算机包括如下步骤：时间相关的两幅纳米粒子图像先保存于CCD相机的缓存中；再将缓存中的时间相关的两幅纳米粒子图像传输至计算机中保存。

进一步地，计算机采用雷诺时间平均的方法分析速度场及密度场，从而得到可压缩湍流的雷诺应力。

本发明具有以下有益效果：

通过本发明，可以达到同时测得可压缩湍流的速度场及密度场、并根据同时测得的速度场及密度场获得可压缩湍流的雷诺应力的目的。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统的示意图；

图2是本发明优选实施例的可压缩湍流雷诺应力的全场测量方法的流程示意图；以及

图3是本发明优选实施例的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统的信号时序示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，本发明的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统包括风洞10、纳米粒子发生器20、双腔激光器30、同步控制器40、CCD相机50及计算机60。

纳米粒子发生器20的发射口正对风洞10的入口。纳米粒子发生器20将纳米示踪粒子投放入风洞10的风洞实验段12内，以对风洞实验段12内的流场进行示踪。

风洞实验段12为四周设置有光学窗口并分别在光学窗口镶有光学玻璃的透光部，以便于CCD相机50对风洞实验段12内的流场进行曝光，以获得流场内纳米示踪粒子的图像。

双腔激光器30包括两个激光腔，每个激光腔间隔地发射激光束。该双腔激光器30的发射端固定有一光臂32。该光臂32向双腔激光器30的上方延伸，弯折延伸至风洞实验段12的的上方，再向风洞实验段12弯折形成一正对该风洞实验段12的出口。该光臂32的出口处安装有片光镜头34，以将双腔激光器30发射的激光束折射成片光342，片光342穿过风洞实验段12以照射风洞实验段12内撒播于流场内的纳米示踪粒子。

同步控制器40分别连接双腔激光器30、CCD相机50和计算机60。计算机60对同步控制器40发出第一控制信号，同步控制器40同时分别向双腔激光器30和CCD相机50发出第二控制信号。双腔激光器30接收到第二控制信号后，在经过一个延迟时间T2后，指示其中的一个激光腔先发射第一激光束，另一个激光腔后发射第二激光束。两个激光腔发射第一及第二激光束的间隔时间可以根据不同的流场进行设置。在本发明中，两个激光腔先后发射第一及第二激光束的间隔时间优选为500纳秒。

CCD相机50的镜头正对风洞10的风洞实验段12，以便于对风洞实验段12内进行流场曝光。CCD相机50同时接收到同步控制器50发出的第二控制信号后，在经过一个延迟时间T1后，CCD相机50对风洞实验段12内的流场进行第一次曝光及连续的第二次曝光。双腔激光器30第一激光束的发光时间及第二激光束的发光时间分别在CCD相机50第一次曝光的时间及第二次曝光的时间内。这样，CCD相机50可以先后得到同一流场时间相关的两幅纳米粒子图像。时间相关是指两幅纳米粒子图像的摄取有先后之分，并且时间间隔短，使得两幅纳米粒子图像之间存在时间相关性。在本发明中，两幅纳米粒子图像的时间间隔优选为500纳秒。

计算机60连接于CCD相机50，CCD相机50将拍摄到的时间相关的两幅纳米粒子图像传送至计算机60中保存。计算机分析时间相关的两幅纳米示踪粒子的图像能够再现流场的精细结构，通过对时间相关的两幅纳米粒子图像进行对比，可以观察到流场结构的运动。采用“基于流场结构的互相关算法”就能得到流场结构的运动距离，通过运动距离以及时间间隔从而可以算出流场的速度场。

同时，计算机60通过分析上述同一对时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度分布，采用“斜激波校准方法”将该时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值。将该时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值的具体过程为：在风洞试验段12内放置角度不同的斜激波发生器，可以得到不同的斜激波流场的纳米粒子图像。之后对不同角度的斜激波纳米粒子图像进行处理，进而得到图像灰度与密度的校正关系。将该校正关系应用到试验流场的时间相关的两幅纳米粒子图像，即可得到流场的密度场。需要注意的是，影响图像灰度的因素很多，在进行灰度-密度关系校正之前必须对图像去除背景、暗信号、光强不均匀等因素的影响。

这样，同时得到了同一流场的速度场和密度场，计算机采用雷诺时间平均的方法分析已知速度场及密度场，从而得到风洞实验段内流场的雷诺应力。

在本发明中，风洞实验段12内的流场为可压缩湍流。

在本发明的上述实施例中，为了能够同时获得风洞实验段12内流场的速度场及密度场，则需通过纳米粒子发生器20对纳米示踪粒子的粒径及浓度进行控制。具体地，通过调节进入纳米粒子发生器20的气流压力的大小，则可以改变纳米示踪粒子投放的多少。压力越大，进入风洞实验段12内的纳米示踪粒子越多。纳米示踪粒子对流场进行示踪，同时，纳米示踪粒子散射双腔激光器30发射的激光。CCD相机50对流场曝光，从而得到时间相关的两幅纳米粒子图像。那么，对时间相关的两幅纳米粒子图像采用基于流场结构的互相关算法，就可从时间相关的两幅纳米粒子图像中得到流场的速度场。为了同时得到密度场数据，对同一时间相关的两幅纳米粒子图像进行去粒子、除噪声等处理以及校准流场密度与图像灰度，进而得到密度场。然后，从已测量到的速度场、密度场数据中提取可压缩湍流的雷诺应力分布。

参见图2，使用本发明的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统的方法有以下几个步骤：

S1：开启纳米粒子发生器20，纳米粒子发生器20连续地向风洞实验段12内的流场投放纳米示踪粒子以示踪风洞实验段12内的流场。

S2：计算机60向同步控制器40发出第一控制信号，同步控制器40根据第一控制信号向CCD相机50及双腔激光器30同时发出第二控制信号。

S3：CCD相机50收到第二控制信号后，对风洞实验段12内的流场曝光，同时，双腔激光器30收到第二控制信号后，在CCD相机50曝光的时间内先后发射激光束照射流场内的纳米示踪粒子，纳米示踪粒子进而将激光散射出来。

具体地，请结合参见图3，本发明的信号时序优选为如图3所示，其中：a表示同步控制器40发出的第二控制信号脉冲；b表示CCD相机50曝光的时间脉冲；c表示CCD相机50输出时间相关的两幅纳米粒子图像的时间脉冲；d表示双腔激光器30发射的激光束的激光脉冲。

CCD相机50收到同步控制器40发出的第二控制信号后，在经过一个延迟时间T1后，对风洞实验段12内的流场进行第一次曝光及连续的第二次曝光。双腔激光器30接收到第二控制信号后，在经过一个延迟时间T2后，指示其中的一个激光腔先发射第一激光束，另一个激光腔后发射第二激光束。当双腔激光器30发出第一激光束时，正好处于CCD相机50第一次曝光的时间内，当双腔激光器30发出第二激光束时，正好处于CCD相机50第二次曝光的时间内。

具体地，第一及第二激光束先后通过光臂32，并经由光臂32的出口处的片光透镜组34折射后形成片光342，以照亮风洞实验段12内的流场。此时，片光342能通过风洞实验段12照亮风洞实验段12内的流场，而跟随气流运动的纳米示踪粒子在受到片光342照射的同时也能将该片光342进行散射，所以CCD相机50才能拍到纳米示踪粒子的图像信息。这样，CCD相机50先后得到了同一流场的两幅纳米粒子图像，由于两幅纳米粒子图像之间的时间间隔很短，该两幅纳米粒子图像存在时间相关性。因此，该两幅纳米粒子图像称为时间相关的两幅纳米粒子图像。CCD相机50将得到的时间相关的两幅纳米粒子图像先后进行保存。

两个激光腔先后发射激光的间隔时间可以根据不同的流场进行设置。在本发明中，两个激光腔发射激光的间隔时间优选为500纳秒。T1及T2的延迟时间可以根据不同的试验目的进行设定。

S4：CCD相机50得到时间相关的两幅纳米粒子图像，并将时间相关的两幅纳米粒子图像传输至计算机60。

S5：计算机60根据时间相关的两幅纳米粒子图像，采用“基于流场结构的互相关算法”得到流场的速度场；同时，计算机60根据时间相关的两幅纳米粒子图像，采用“斜激波校准方法”将时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值，从而得到流场的密度场。

计算机分析时间相关的两幅纳米示踪粒子的图像能够再现流场的精细结构，通过对时间相关的两幅纳米粒子图像进行对比，可以观察到流场结构的运动。采用“基于流场结构的互相关算法”就能得到流场结构的运动距离，通过运动距离以及时间间隔从而可以算出流场的速度场。

同时，计算机60通过分析上述同一对时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度分布，采用“斜激波校准方法”将该时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值。将该时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值的具体过程为：在风洞实验段12内放置角度不同的斜激波发生器，可以得到不同的斜激波流场的NPLS图像。这些NPLS图像中斜激波前后的灰度值可由图像中获取，而这些灰度值所对应的密度值则可由斜激波关系式得到。所以经过一系列处理之后可以得到图像灰度与密度的校正关系。将该校正关系应用到试验流场的时间相关的两幅纳米粒子图像，即可将时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转换成密度值进而得到流场的密度场。需要注意的是，影响图像灰度的因素很多，在进行灰度-密度关系校正之前必须对图像去除背景、暗信号、光强不均匀等因素的影响。

S6：计算机60根据速度场以及密度场得到流场的雷诺应力。

具体地，计算机60采用雷诺时间平均的方法分析上述得到的速度场及密度场，从而得到可压缩湍流的雷诺应力。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统，该系统包括：风洞(10)、同步控制器(40)及连接所述同步控制器(40)并控制所述同步控制器(40)发出控制信号的计算机(60)，该系统还包括纳米粒子发生器(20)、分别连接所述同步控制器(40)的双腔激光器(30)及CCD相机(50)，其特征在于，

所述纳米粒子发生器(20)对所述风洞(10)的风洞实验段(12)内的流场投放纳米示踪粒子；

所述CCD相机(50)对所述风洞实验段(12)内的所述流场连续曝光；

所述双腔激光器(30)在所述CCD相机(50)曝光的时间内先后发射激光束照亮所述风洞实验段(12)内的所述流场；

所述CCD相机(50)获得时间相关的两幅纳米粒子图像，并将所述时间相关的两幅纳米粒子图像传输至所述计算机(60)；

所述计算机(60)根据所述时间相关的两幅纳米粒子图像，采用基于流场结构的互相关算法得到所述流场的速度场；

同时，所述计算机(60)根据所述时间相关的两幅纳米粒子图像，采用斜激波校准方法将所述时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值，从而得到所述流场的密度场；

所述计算机(60)根据所述速度场以及所述密度场得到所述流场的雷诺应力。

2.根据权利要求1所述的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统，其特征在于，

所述流场为可压缩湍流；

所述风洞实验段(12)的四周设置有光学窗口，所述光学窗口安装有光学玻璃；

所述双腔激光器(30)包括两个激光腔，所述两个激光腔在所述同步控制器(40)的时序控制下先后发出激光束；

所述双腔激光器(30)的发射端设有光臂(32)，所述激光束经由所述光臂(32)导出并照亮所述风洞实验段(12)内的所述流场。

3.根据权利要求2所述的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统，其特征在于，

所述光臂(32)从所述双腔激光器(30)的发射端延伸至正对所述风洞实验段(12)；

所述光臂(32)的出口处安装有片光镜头(34)，所述片光镜头(34)将所述双腔激光器(30)发射的激光束转换为片光(342)；

所述片光(342)覆盖并照亮所述风洞实验段(12)。

4.根据权利要求3所述的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统，其特征在于，

所述CCD相机(50)的镜头正对所述风洞实验段(12)；

所述两个激光腔发射激光束时，所述CCD相机(50)同时对所述流场曝光。

5.根据权利要求4所述的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统，其特征在于，

所述计算机(60)向所述同步控制器(40)发出第一控制信号，所述同步控制器(40)根据所述第一控制信号分别同时向所述CCD相机(50)及所述双腔激光器(30)发出第二控制信号；

所述CCD相机(50)收到所述第二控制信号后，经过一个延迟时间T1，所述CCD相机(50)对所述风洞实验段(12)内的所述流场进行第一次曝光及连续的第二次曝光；

同时，所述双腔激光器(30)收到所述第二控制信号后，经过一个延迟时间T2，所述两个激光腔先后发射第一激光束及第二激光束照射所述风洞实验段(12)内的所述流场，且所述第一激光束的发光时间及所述第二激光束的发光时间分别在所述第一次曝光的时间及所述第二次曝光的时间内；

所述CCD相机(50)得到所述时间相关的两幅纳米粒子图像。

6.一种可压缩湍流雷诺应力的全场测量方法，其特征在于，提供权利要求1至5中任意一项所述的可压缩湍流雷诺应力的全场测量系统，该方法包括如下步骤：

开启所述纳米粒子发生器(20)，所述纳米粒子发生器(20)连续地向所述风洞实验段(12)内的所述流场投放所述纳米示踪粒子以示踪所述风洞实验段(12)内的所述流场；

所述计算机(60)向所述同步控制器(40)发出所述第一控制信号，所述同步控制器(40)根据所述第一控制信号向所述CCD相机(50)及双腔激光器(30)同时发出所述第二控制信号；

所述CCD相机(50)收到所述第二控制信号后，对所述风洞实验段(12)内的所述流场连续曝光，同时，所述双腔激光器(30)收到所述第二控制信号后，在所述CCD相机(50)曝光的时间内先后发射激光束，所述激光束经片光镜头(34)转换成片光(342)，所述片光(342)照亮所述流场内的所述纳米示踪粒子，所述纳米示踪粒子进而将所述激光散射；

所述CCD相机(50)得到所述时间相关的两幅纳米粒子图像，并将所述时间相关的两幅纳米粒子图像传输至所述计算机(60)；

所述计算机(60)根据所述时间相关的两幅纳米粒子图像，采用基于流场结构的互相关算法得到所述流场的速度场；同时，所述计算机(60)根据所述时间相关的两幅纳米粒子图像，采用斜激波校准方法将所述时间相关的两幅纳米粒子图像的灰度值转化成相应的密度值，从而得到所述流场的密度场；

所述计算机(60)根据所述速度场以及所述密度场得到所述流场的雷诺应力。

7.根据权利要求6所述的可压缩湍流雷诺应力的全场测量方法，其特征在于，所述CCD相机(50)获得时间相关的两幅纳米粒子图像包括如下步骤：

所述CCD相机(50)收到所述第二控制信号后，经过一个所述延迟时间T1，所述CCD相机(50)对所述风洞实验段(12)内的所述流场进行所述第一次曝光及所述第二次曝光；

同时，所述双腔激光器(30)收到所述第二控制信号后，经过一个所述延迟时间T2，指示所述双腔激光器(30)的所述两个激光腔先后发射所述第一激光束及所述第二激光束，所述第一及第二激光束经所述光臂(32)通过片光镜头(34)折射成所述片光(342)照射所述风洞实验段(12)内的所述流场，且所述第一激光束的发光时间及所述第二激光束的发光时间分别在所述第一次曝光的时间及所述第二次曝光的时间内；

所述CCD相机(50)从而获得所述时间相关的两幅纳米粒子图像。

8.根据权利要求7所述的可压缩湍流雷诺应力的全场测量方法，其特征在于，所述时间相关的两幅纳米粒子图像传输至所述计算机(60)包括如下步骤：

所述时间相关的两幅纳米粒子图像先保存于所述CCD相机(50)的缓存中；

再将所述缓存中的所述时间相关的两幅纳米粒子图像传输至所述计算机(60)中保存。

9.根据权利要求6所述的可压缩湍流雷诺应力的全场测量方法，其特征在于，

所述计算机(60)采用雷诺时间平均的方法分析所述速度场及所述密度场，从而得到所述可压缩湍流的雷诺应力。

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