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龙图腾网获悉内蒙古农业大学申请的专利一种堆积体泥沙起动临界条件PIV流场测量方法及装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121762873B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-08发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610263903.1，技术领域涉及：G01P5/26；该发明授权一种堆积体泥沙起动临界条件PIV流场测量方法及装置是由刘晓民;孟韶敏;刘晓旭;杨耀天;罗红春设计研发完成，并于2026-03-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种堆积体泥沙起动临界条件PIV流场测量方法及装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种堆积体泥沙起动临界条件PIV流场测量方法及装置，本装置天然沙进行筛选与染色处理，显著降低其在激光照射下的镜面反射，极大提升PIV图像中示踪粒子的识别信噪比。提升图像识别精度，为后续高精度流场测量奠定基础。基于PIV获取的二维瞬时速度场，进一步推导出剪切应变速率和垂向涡量的分布云图及沿程变化曲线。这些参数能够直观反映堆积体坡面附近水流的剪切强度与涡旋结构，揭示泥沙起动与冲刷坑形态之间的内在联系。专门针对透水堆积体模型设计，采用染色沙堆筑透水岸坡，真实模拟水流在堆积体内的渗透与绕流耦合效应。通过激光片光垂直照亮坡面关键断面，结合高速相机同步采集，实现对复杂流场结构的精细化捕捉。

本发明授权一种堆积体泥沙起动临界条件PIV流场测量方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种堆积体泥沙起动临界条件PIV流场测量方法，其特征在于，包括： 步骤一、试验泥沙预处理：通过筛选染色装置从天然河沙中筛取符合试验粒径的堆积体用沙，染色后烘干备用； 步骤二、模型制备与初始流场建立：在水槽试验段铺设固定床沙并整平，采用染色沙按预设几何参数堆筑透水堆积体模型，向水槽注水至完全淹没堆积体，浸泡稳定预设时间； 步骤三、PIV系统标定与调试：安装调整测量部件安装单元，使其上的激光器片光照亮堆积体坡面的垂直断面，投放示踪粒子，通过标定板完成高速相机的拍摄区域空间标定，建立像素坐标与物理坐标映射关系； 步骤四、非恒定流模拟：采用阶梯式降落水位法模拟汛期泄洪非恒定流，从高水位开始调节尾门逐步降水位，保持入口流量恒定； 步骤四中，所述水位降落幅度为每次1cm，待水流稳定后再进行下一次降落，直至诱发不同级别的泥沙起动； 步骤五、同步测量与数据采集：在各级稳定水位下，观察泥沙起动状态，达标时同步开展PIV流场测量、自动水位仪监测及起动位置记录； 步骤六、多参数流场数据分析：将采集的图像序列导入综合数据处理单元处理相关数据； 在步骤六中，综合数据处理单元数据处理过程如下： 通过PIV分析软件处理图像，获得堆积体附近流场的瞬时与平均二维速度场； 数据分析模块基于速度场，自动计算并绘制不同流层及不同影响因素下的以下关键水动力参数分布：垂向平均流速分布曲线；剪切应变速率分布云图及沿程分布曲线；垂向涡量分布云图及沿程分布曲线； 步骤七、临界条件关联分析：关联临界起动状态与对应水动力参数，利用实测起动流速、水深数据，验证或率定堆积体岸坡泥沙起动流速及切应力公式； 具体过程为：采用非线性多元回归方法，建立临界起动参数与水动力参数、堆积体几何参数及泥沙物理参数之间的数学模型；模型表达式如下：，为无量纲临界Shields数，表征临界切应力，为水流雷诺数，θ为堆积体岸坡坡度，为无量纲泥沙粒径； 在已知水深、泥沙粒径的前提下，通过统计软件对步骤六提取的全部有效数据采用非线性最小二乘法进行拟合，构建形如下式的起动流速经验公式：，其中，为实测起动流速，为水深，为泥沙粒径,为重力加速度，为待拟合的经验系数，为误差项。

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