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《天津大学》 2006年
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气液两相流场中气泡行为3D测量关键技术研究

闫丽  
【摘要】: 气液两相流场测量是目前流体力学研究的一个难点,流场中气泡行为的研究是两相流中一个重要的研究方向,传统的测量方法一般为接触式测量,对流场干扰大,测量精度不高,摄影法已经广泛应用于流场的二维可视化研究中,但三维测量国内外尚处于起步阶段。本课题与天津大学化工学院“界面传质实验室”合作,旨在对他们研究的气液两相流场设计一套立体视觉测量系统和图像处理系统,实现对单个气泡从喷嘴处产生成长过程的测量,从而对液体黏度与气泡相互作用的理论进行有效的实验验证。本文基于双目立体视觉理论,研制了利用单CCD摄像机和平面镜组合实现双目测量的传感器系统,采用非共面摄像机标定方法对摄像机进行定标,基于Visual C++设计了图像处理系统,确定了一套实用可行的图像处理算法,实现了气泡体积和位置参数的测量。论文的主要工作包括以下几个方面: 1.制定了基于3D-PTV技术的系统测量方案,研究了气液两相流场模拟系统、立体视觉成像系统和图像处理系统的构成; 2.设计了基于单CCD摄像机的立体视觉测量系统,建立成像模型和误差分析模型,实现结构参数优化设计,完成机械设计和实验调试; 3.参与设计了气液两相流场气路调节系统,分析了流速控制、喷嘴大小、方槽尺寸大小和材料折射率等方面对测量系统的影响; 4.研究了摄像机非共面标定方法,完成单目立体视觉传感器的标定实验; 5.研究了一套实用可行的图像处理算法,包括奇偶场分离、图像平滑、对比度增强、阈值分割、气泡提取、气泡填充、边缘检测、特征提取等,得到了气泡体积和质心位置参数。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB126

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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