文档介绍：长沙理工大学
硕士学位论文
基于粒子图像分析的流场测试技术研究
姓名:江诗群
申请学位级别:硕士
专业:港口、海岸及近海工程
指导教师:李一兵;刘晓平
20070401
摘要析获取流场运动信息。克服了接触式单点测量设备对流场产生扰动的局限性,能够进行平面二维流场的测试,是一种非常有发展前景的无扰动流场测量技术。要研究技术的了解,兼顾港航试验与计算机应用两方面的特点进行了研究,采取理论推导和实验相结合的技术路线,主要在际醯目焖偎惴ê秃蟠矸矫孀了一定的介绍,对错误矢量的识别与修正,以及流场的插值等后处理操作,并取允敌蛄蠪变换、复序列浠弧变换等互相关分析的实现方法进行了比较,确定出了最优的实现方法,即基于变换的高了治鼍ǘ炔⒓跎俜治鍪奔洹原理实现了离散数据中错误矢量识别、修正与插值。最后利用语言进行了墙攴⒄蛊鹄吹姆墙哟チ鞒〔饬考际酰ü粤鞒⊥枷竦幕ハ喙胤本文通过对粒子图像分析技术在港航流体试验方面的发展状况以及当前的主得了一定的成果。互相关图像分析方法。通过改进互相关分析中的诊断窗口的搜索算法,有效地提攵訮荽砦笫噶拷惺侗稹⑿拚氩逯捣椒ń辛搜芯浚过网格将离散的各流速点连接起来,形成参考区域,利用流体的连续性流场后处理设计并取得了满意的效果。肞技术,对低堰泄水闸水流特性进行了相关试验研究,使流体内部以及表面大范围的流场中的应用效果得到了检验。关键词:粒子图像分析,互相关,浠唬す浪阉鳎噶啃拚珼两格插值
瑃瑆·.,.籶·琍,瓸瑃,,,..:;籋;;、
作者签名:渺唧吼叩年峦蛉日期:泖年歹月万日长沙理工大学学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书日期:扣多年乱日本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C茑稹朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭作者签名:导师签名:
第一章绪论研究背景及意义人类科技文明的进步与人类对外部客观事物进行的定性、定量的精确测量是密不可分的,探索更加精确有效的测试技术与测试方法已经成为学科发展与科学得流场测试技术显得极为重要。从某种意义上说。流体力学中的许多疑难问题的实际上,当前的流场测试技术己经取得了很大的发展。在现代水动力实验、空气动力实验中,通常采用的流速测量仪器或方法主要有以下几种:热线热膜流速计、超声波多普勒测速仪⒓す舛嗥绽詹馑俜、激光散斑全场测速热线热膜流速计为流动测量特别是湍流测量起到了很大的作用,但其计算机技术与图像处理技术的快速发展,使得流场测试技术得以迅速发展与来的,这种技术突破了传统单点测量的限制,可瞬时无接触测量流场中一个截面上的二维速度分布,且具有较高的测量精度。其具体方法是:流场中布撒示踪粒子,并用脉冲激光片光光源入射到所研究流场区域中,通过连续两次或多次曝光,如果流场中的粒子浓度ノ蝗莼邪莸牧W邮很高,实际记录在底片上的不是粒子图像,而是粒子群的散斑图像及其散斑图像的位移,称为激光散斑研究过程中的重要环节。在流体力学、空气动力学中,流场是其主要的表征。而流场中有许多疑难问题缤牧鳌⑽辛骷案丛恿鞫由于无法进行瞬时、精确全面的测量使得我们至今对之了解甚少。而许多工程对流场的掌握又十分迫切,使突破取决于现代流场测试技术的发展。技术土W油枷癫馑偌际等⋯。缺点是在应用时需要接触或进入流场,对流场有较大的干扰性,而且只能对流场进行单点测量。超声波多普勒测速仪图す舛嗥绽詹馑俜可以实现流场的无接触测量,但仍然只能对流场进行单点测量,不能对测量区域内的二维乃至三维流场进行全方位测量。当流场内部的流速变化对外部干扰敏感且在空间上变化剧烈、需要测量流场的空间流速分布时,这些单点测量仪器就无法满足正常的测量要求。提高”“”。粒子图像测速技术就是其中普遍采用的一种。粒子图像测速技术虺芇甏┯晒烫辶ρ叻ǚ⒄蛊粒子的图像被记录在底片上或嗷稀2捎霉庋а钍咸跷品ā⒆韵喙胤ɑ蚧相关法,逐点处理灼駽相机记录的图像,从而获得流场速度分布““”。
疲击堋芅蔷爵∑∑‘&%@慈值差值之和5姆椒ㄈ范āT谡庑┕嚼铮偷菏幅连续图像中霾槲蚀测速技术H绻鞒≈械牧W优ǘ群芟。谌范W游灰剖背32捎玫ジ粒子的识别和跟踪的方法,一个一个确定该粒子的速