MATLAB-PIVToolkit：基于MATLAB的粒子图像测速流场分析工具箱

资 源 简 介

该MATLAB工具包实现了完整的粒子图像测速（PIV）处理流程，支持通过互相关算法计算粒子位移，生成二维/三维速度场数据，并自动绘制速度矢量图、流线图等可视化结果，适用于流体力学实验数据分析。

详 情 说 明

MATLAB-PIVToolkit - 基于粒子图像测速法的流场可视化分析工具

项目介绍

MATLAB-PIVToolkit 是一款专业的流场分析工具集，实现了完整的粒子图像测速（Particle Image Velocimetry, PIV）处理流程。该工具能够通过分析时序粒子图像，精确计算流体运动的速度场分布，并提供丰富的流场可视化与分析功能。适用于流体力学实验研究、工业流动检测、环境流动分析等多个领域。

功能特性

• 核心算法：采用快速傅里叶变换互相关算法（FFT Cross-Correlation）进行粒子位移计算，结合多网格迭代位移追踪技术（Multi-Grid Iterative Method）提高计算精度，通过亚像素精度插值算法（Sub-pixel Interpolation）实现超分辨率位移测量

• 完整处理流程：

- 图像序列粒子位移计算 - 二维/三维速度场数据生成 - 自动绘制速度矢量分布图 - 流线图和迹线图生成 - 涡量场、湍流强度等衍生参数计算 - 多帧时间序列分析 - 数据验证和后处理

• 输入支持：

- 时序图像序列（tiff/jpg/png格式） - 标定参数（像素与实际尺寸比例） - 处理区域设置参数 - 分析时间间隔参数 - 粒子图像预处理参数（滤波、增强等）

• 输出结果：

- 速度场数据矩阵（U,V分量） - 速度矢量分布图 - 彩色速度云图 - 流线分布图 - 涡量分布场数据 - 统计报告（平均速度、湍流强度等） - 动画序列（可选输出格式）

使用方法

1. 准备数据：将粒子图像序列按时间顺序整理，确保图像质量满足分析要求
2. 参数设置：配置标定参数、处理区域、时间间隔等分析参数
3. 运行分析：执行主程序启动PIV处理流程
4. 结果查看：分析生成的速度场数据、矢量图和统计报告
5. 后处理：根据需要进一步处理数据或生成特定可视化结果

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• Image Processing Toolbox
• 推荐内存：8GB以上
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS

文件说明

主程序文件整合了完整的PIV分析流程，具备图像序列读取与预处理、互相关计算与速度场重建、多种流场可视化图形生成、涡量与湍流参数定量分析、数据验证与后处理等核心能力。该文件作为工具集的入口点，协调各功能模块有序工作，确保从原始图像到最终分析结果的完整处理链高效执行。