纹影
- 爆炸激波管出口流场特征的纹影诊断与分析
量途径。阴影法、纹影法等非接触光学测试方法具有对流场干扰小、硬件布置简单易用等优点，广泛应用于流场形态的可视化观测。随着激光光源、计算机和数字图像等硬件技术的快速发展，该技术已逐渐实现流动介质运动速度、温度等参数的定量分析[11-14］。在冲击波观测与定量诊断应用方面，当前研究主要集中在炸药或弹丸自由空气场爆炸后的冲击波纹影图像分析上[15-16］。相比于自由场，激波管内由于管道壁的约束，爆炸冲击波形成和波系结构的演化规律更加复杂，不过激波管内炸药爆炸流场
光学精密工程 2023年19期2023-11-01
- 小型聚焦纹影实验台的设计与搭建
710089)纹影法是一种通过光线的偏折情况来显示流场的非接触方法[1-2]，被广泛应用在空气动力学、燃烧学等领域的研究工作中。随着流体力学的发展，对流动分离、漩涡和激波干扰等复杂流动现象的研究和探索变得更加迫切，流动显示技术在帮助人们认识和了解这些复杂流动现象方面具有明显的优点，具有其他方法无法比拟的作用。传统的流场测量需要借助于压力和温度耙来测量流场参数，但是将受感部件深入流场，在获得参数的同时也对流场产生了扰动。尤其对于超声速流动，若直接采用测量耙
测控技术 2023年2期2023-02-28
- 采用干涉条纹纹影法的轴对称温度场测量
到限制。现代定量纹影测量技术由 Moreno-Hernández［11］提出，具有精度高，可视化效果好等优点。纹影系统结构近似为傅里叶光学处理器，使用刀口充当了空间频谱的半平面掩模，对通过待测流场的平行光束实现空间滤波，可以显示出折射率场中的纹影细节［12］。这一方法受到透镜尺寸的影响，一般测量范围在15 cm 左右，多用于实验室内测量。2013 年Martinez-Gonzalez［13］采用定标纹影法测量了加热金属板引起的空气自然对流中的温度场，201
光学精密工程 2023年2期2023-02-14
- 基于图像拼接技术的大视场流体可视化纹影系统
541004）纹影技术的工作原理为当入射光在流体中快速流动时，利用对入射光线的折射，从而可视化气流等信息，观察、记录和分析其现象［1］。基于纹影技术建立纹影仪新系统，使其兼具装置构成不复杂、能够定量测量、能实现瞬态特性测量、适合大视场直接测量、适合在复杂环境中测量等优点［2］，通过拍摄照片得到并保存相应的纹影原始图像［3］，并能够与计算机技术等结合起来，进行定性观测与定量测量［1］。基于传统纹影技术，通过观察光的折射［4］，对流场采取非接触测量。这项技术
中国工程机械学报 2022年5期2022-11-08
- 基于高速纹影技术的爆炸冲击波图像测量研究
法进行观测。高速纹影测试技术能够实现空气中流场图像测量的目的，能够直观反映波纹的传播和图像显示[9-12］。李斌等[13］利用光学纹影的方法对弹丸爆炸中的冲击波威力进行了测量，实现了自由场中冲击波流场的可视化。张雄星等[14］利用光学纹影方法实现了温度场的定量测量，通过纹影技术获取了不同温度下加热平台上方的纹影图像。胡洋等[15］利用“Z”字型光路的设计方案获取了矿井瓦斯/空气预混气体爆燃过程的光学流程图像。但是，针对爆炸波模拟装置出口处的冲击波纹影测量还
光学精密工程 2022年18期2022-10-27
- 声音可以被看见吗
拍照”的方法——纹影成像法。它是利用声波导致的不同密度的空气对光源进行扰动，将原本不可被肉眼看见的气流变化，转化成可以被看见的图像。在纹影成像的基础上，科学家们又寻找不同密度气流对光线的折射规律，直接计算出发声时空气密度的变化，并把它转化成影像。有了纹影成像法，大到太阳活动的声音、火箭发射的声音，小到蚂蚁咀嚼的声音、细胞运动的声音，都有了纹影图像。科学家可以据此研究声音产生和传播过程中的空气动力学。用“声学相机”拍摄飞机噪声不过，纹影成像法虽然能“拍摄”到
新传奇 2022年33期2022-09-20
- 叶栅纹影试验图像增强及流场密度处理探讨
供试验数据参考。纹影法是一种表征流场结构的非接触式光学测量手段，已在喷管试验[1]和平面叶栅试验[2]中得到了广泛应用。但在叶栅试验件的加工过程中，有机玻璃栅板易由于加工变形或残余应力，在纹影图像中形成刀痕、银纹或干涉条纹等背景噪声，影响纹影试验成像质量和分辨准确度[3]，进而影响基于纹影图像进行流场参数定量分析的效果。为了从纹影图像中获得更准确的流场结构，Weinstein等[4-5]运用傅里叶变换对原始数字图像进行频域滤波，增强了风洞流场中激波的轮廓细
测控技术 2022年6期2022-06-27
- 高能表面电弧放电控制圆柱激波实验
超声速风洞和高速纹影系统本文实验都在空军工程大学Ma=2的暂冲抽吸自由射流超声速风洞里进行, 流动维持Ma=2的时间为2～3 s. 来流总温为环境总温T0=300×(1±3%) K. 本实验通过反射式高速纹影系统对流场流动结构进行测量. 为获取精细的流动结构, 高速相机曝光时间设为1 μs、 采样频率设置为5×104f/s、 帧间隔为20 μs、 分辨率设为512×512.图1为风洞纹影系统示意图.1.2 激励器与放电电路图2为激励器示意图, 表面电弧等离
气体物理 2022年3期2022-06-13
- 给声音“照相”
，这种方法被称为纹影成像法。我们都学习过光的干涉现象：两束光线相遇时，会产生两种结果，或是相互叠加变得更明亮，或是相互抵消变暗甚至消失。这正是我们给透明空气“染色”的方法——光线穿过一片均匀透明的介质（比如空气）时，我们只会看到一片均匀的亮光，但如果再加入一束光线和它发生干涉，我们就能看清明暗相间的纹理。这片“染色”后的空气就像一块幕布，当声音在空气中传播时，其所到之处激起的波纹就会在幕布上显形。纹影成像法实质是利用声波导致的不同密度的空气对光源进行扰动，
科学之谜 2022年5期2022-05-30
- 冲击射流激波振荡与抑制
设置; 第2章对纹影与噪声实验结果进行讨论, 最后对全文进行总结.1 实验系统结构简介图1是实验系统结构示意图. 在研究中使用冷射流(射流总温近似等于周围环境温度). 由两台11 kW压气机产生的压缩空气, 经过过滤储存于大气罐中, 储气罐中的气体温度由热电偶测量与环境温度(294 K)相同. 在整个实验过程中, 储气罐内气体的温度变化幅度在±1 K范围内. 实验使用收缩喷嘴. 使用COSMO数显压力表测量喷嘴出口上游5D处的气体静压(D为喷嘴出口直径).
气体物理 2022年2期2022-03-31
- 利用纹影法测量气体的喷流速度
场造成一定干扰。纹影法作为一种非接触式气体观测方法，可以有效弥补上述测量方法的不足，它是通过光在被测流场中的折射率梯度正比于流场气流密度的原理进行观察和测量气体喷流速度的一种方法，目前已被广泛应用于气体的爆燃、气流的激波、涡旋、风洞流场和微小流场的研究［6-10］。李素循等［6］使用纹影法研究了高超音速流场中凸起物表面的压力分布和激波的生成；刘克非等［7］用纹影成像观察激光烧蚀羽流；Cummins等［8］通过干涉纹影法观察到蒲公英飞行过程中产生的涡流；齐放
实验室研究与探索 2022年1期2022-03-23
- 不同膨胀比下气体射流流场结构及脉动频率
展过程偏差较大。纹影方法是利用光学设备非接触式测量流场的内部结构，通过选择高分辨率、高灵敏度的纹影原件可获得毫秒量级上气体流场的灰度照片[18-19]。经标定、校准、编码计算，纹影照片可转换为气体射流过程中的密度场。笔者采用纹影试验获得了不同膨胀比条件下超音速气体射流流场的灰度照片，并利用照片的灰度值计算流场的密度分布，又通过对不同时刻纹影照片的灰度值进行Fourier变换，计算流场的脉动频率。1 纹影试验纹影仪是根据沿程折射率的改变，光路会发生偏折的特性
煤炭学报 2021年12期2022-01-19
- 基于纹影光学的声速测量
质中的声场分布，纹影光学成像技术是一种有效的探测手段[5]。因为当声波在相位物体中传播时，声压改变了介质密度，从而改变其折射率，纹影技术可以利用介质中折射率分布转换为光强分布，进而反映介质中的密度分布来表征声波场的分布。目前已经有不少利用纹影技术进行声场成像的报道。但这些工作中，主要是利用两种纹影成像系统对声场成像。一种是基于透射式4f系统的纹影系统[6-9]，另一种是基于Z型光路(阴影法)的反射式纹影系统[10-14]。上述两种纹影系统的搭建，一方面需要
大学物理实验 2021年5期2021-11-25
- 一种应用于水流的纹影特性光流测速算法
etry）、基于纹影成像的速度测量等。PIV 是目前最常用的全场测速技术，通过在流场中布撒示踪粒子，以脉冲激光片光源入射所测流场区域，采用相机连续两次或多次采集粒子图像，通过互相关算法求得流场速度分布。在示踪粒子浓度较低时，也可对单个粒子进行测量，即粒子跟踪测速技术（Particle Tracking Velocimetry,PTV）[2]。纹影成像基于折射率与密度梯度的关系将透明工质流动可视化，是一种常用的流场观察方法。近年来，有学者结合互相关算法和光流
实验流体力学 2021年5期2021-11-19
- 基于加权L0梯度最小化及伪彩色的图像增强技术在超跨声叶栅纹影试验中的应用
数据参考[1]。纹影法是一种表征流场结构的非接触式光学测量手段，已在风洞试验[2]、喷管试验[3]以及平面叶栅流场试验[4]中得到广泛应用。但其作为一种光学成像测量技术，在实际应用中由于光源强度不均、试验件光影、污渍沉积等因素，均会影响纹影图像质量，进而影响对流场结构信息的判读。近年来，随着计算机技术的发展，研究人员开始借助数字图像技术来提高纹影图像中流场结构的识别度。如Weinstein 等[5-6]运用数字图像技术修正了纹影成像系统引入的图像误差，增强
燃气涡轮试验与研究 2021年6期2021-08-01
- 基于发散光反射式布局的大视场显示方法研究
“Z”字形反射式纹影仪是一种最为通用的流场显示装置,在很多专著中都有所论述[1-2]。在风洞试验中,试验模型和风洞尺寸越来越大,但流场显示的视场大小还是停留在纹影仪主镜口径的基础上。通常所用纹影仪的有效通光口径为200～500 mm,中国空气动力研究与发展中心的纹影仪最大口径也不超过直径1200 mm。显示视场尺寸增加时,对应的纹影主镜和风洞观察窗都需要加大,且安装方式和检测方法也要进行专门设计[3-4],急剧增加了加工难度和成本。受限于风洞结构或场地,基
实验流体力学 2021年3期2021-07-15
- 激光纹影技术在煤矿瓦斯爆燃研究中的应用
施。因此，将激光纹影技术引用到煤矿瓦斯爆燃的研究领域，从微观这一新的研究角度研究瓦斯与空气预混气体爆燃,不仅可以有效预防煤矿瓦斯爆炸及燃烧的发生，进而减少事故发生，而且对煤矿瓦斯爆燃事故的事后救援、分析及监督具有重要的意义。1 研究背景在我国煤炭资源开采的过程中，从原燃煤、岩层中自然涌出的有害气体的统称就是瓦斯，以CH4为主（通常占瓦斯气体含量的90%以上）[2]。煤矿井下发生的可燃瓦斯气体爆炸现象属于可燃化学气体中的爆炸、爆燃现象，并且瓦斯这种可燃化学气
煤矿安全 2021年5期2021-06-03
- 基于BOS的超声速流场瞬态密度场的可视化
技术主要包括经典纹影技术、干涉技术、背景纹影技术等. 其中, 背景纹影技术是将用于流场测量的PIV技术和纹影技术结合起来创造的一种流场测量新技术, 结合了PIV的粒子示踪、粒子图像处理技术和传统纹影技术的基本原理[1-2]. 它可以像PIV技术一样进行较大视场的流场测量, 但又不需要使用经典纹影技术中的大量精密光学仪器, 并且也不需要大口径的均匀平行光源, 能更好地满足风洞现场需要[3-6].得益于背景纹影技术(background orieted sch
气体物理 2021年1期2021-02-25
- 长空气间隙放电通道的绝缘恢复特性
击电压，基于高速纹影技术，观测间隙耐受和间隙击穿时放电通道的绝缘恢复过程。试验结果表明：间隙耐受时，靠近电极的放电通道消散较快，并且形态类似“蘑菇云”，而远离电极的放电通道仅做径向扩张；间隙击穿时，通道演化形态类似“毛毛虫”，而且在放电通道弯曲处和分叉处，中心发光区域存在“瓶颈”现象。统计表明，间隙耐受时放电通道的绝缘恢复时间为5～25ms，且随着注入能量的增大，绝缘恢复时间呈对数增大；间隙击穿且自然风速约为2m/s时，正极性雷电冲击电压、正极性操作电压、
电工技术学报 2021年2期2021-02-02
- 非均匀介质驻波声场纹影法成像及其声速测量的改善
方法［1-2］。纹影法基于声波与光波的一般作用规律：声场介质密度随声场的发生而改变，继而引起折射率的变化。当一束光穿过声场介质时，能够形成稳定的相位光栅，出现相应的纹影图像［3］。与其他方式相比，纹影法具有直接、快速、不破坏声场的优势，不仅为驻波声场静态特征的研究提供了一个更为直观可感的途径，其非侵入性更是适用于声场的动态与连续性研究。可视化作为一大优势，将难于测量的压力数据转化为易于测量的光强数据，为实验精度提供了保障，运用后期处理技术，还可使所得结果更
实验室研究与探索 2020年12期2021-01-15
- 利用简易纹影装置观察空气流动
较困难。实验器材纹影装置：手机及手机支架、凹面镜、升降台。待测对象：蜡烛、火柴、冰冻后的水。实验原理及改进1.实验改进本课实验教学创新点主要是利用纹影技术将不可被肉眼看见的气流变化转变为可视化图像。运用纹影技术学生能够直观地看到热、冷空气的流动方向以及空气是如何循环流动的。传统纹影装置所需的设备有：光源、聚光镜、透镜、刀片、成像设备，准备好这些材料后还需要专业组装、调试，非专业的人员操作起来难度较大。改进后的纹影装置（如图1）只需用到手机和凹面镜。在手机闪
科教导刊 2021年24期2021-01-09
- 直接纹影成像技术初步研究
接触测量方式，如纹影技术、阴影技术和干涉技术3种[2]。在部分领域研究时，也有配合采用粒子图像测速(PIV)的方式进行速度的融合测量。相对PIV而言，纹影技术进行流体结构显示时不需要单独的跟踪物质；相对干涉技术和阴影技术而言，纹影技术更容易使用和通常情况下敏感度更高[3]。传统的纹影系统设计在19世纪得到了完善，并首次公开提出了聚焦纹影系统概念与设计方法[4]。直到19世纪末，纹影技术在风洞流场结构显示中得到广泛使用[3]，随后出现了利用反射式纹影系统对流
兵器装备工程学报 2020年10期2020-11-05
- 背景纹影技术初探＊
明元，朱海东背景纹影技术初探＊宋鹤鹏，陈曦，刘鹏，杨凯迪，张明元，朱海东（桂林电子科技大学，广西 桂林 541004）视场的范围和观测的清晰度是流动显示技术中两个关键指标，随着航空航天领域的发展，传统的纹影技术在设备成本和定量测量方面不能满足要求。介绍了背景纹影技术的基本原理，提出并搭建了一套适用于自然热对流场的背景纹影成像系统，完善了实验方法。该系统具备媲美传统纹影技术的清晰度，为后期对密度场的测量及重建奠定了基础。流动显示技术；背景纹影技术；纹影技术；
科技与创新 2020年10期2020-06-08
- 不同稀释率下初始压力对层流燃烧火焰传播的影响
，得到火焰传播的纹影图片。纹影图片的处理是研究层流燃烧的第一步。随着计算机技术的快速发展，国内外的研究人员正在从过去繁琐而低精度的人工处理纹影图片方式中解放出来，逐步向高效高精度的计算机程序处理方式转变。对火焰边缘的定位是处理纹影图片的关键一步，定位的精度将会影响图片放热处理精度。B. M. Wei等[4]针对效果较好的纹影图片采用Particle Image Velocimetry(PIV)方法得到层流火焰甚至湍流火焰的边缘。Parsinejad 等[5
车用发动机 2020年2期2020-05-21
- 纹影成像法与密度可视化
210093)纹影法可以测量气体微小密度变化，主要是利用光在被测流场中的折射率梯度正比于流场的气流密度的性质. 折射率的非均匀性使得相邻光线的光程随之变化，从而影响图像的灰度甚至色彩. 纹影法首先由Toepler于1864年提出，并应用在光学玻璃折射率的检测中. 传统纹影方法是基于几何光学的折射定律，依赖于图像灰度与偏转角之间的定标关系. 为了演示纹影法原理，搭建了典型光路，图1是用其对火焰周围的密度场所成的图像. 可以看到，密度的微小差异被转化成光强的
物理实验 2020年3期2020-04-18
- 基于Otsu和FMM方法的风洞试验图像修复
的处理和分析。以纹影技术为例，纹影仪是风洞试验常用的流动显示设备，纹影图像是风洞试验的重要数据之一，分析纹影图像是数据分析的重要工作内容，可获得许多流场结构方面的信息[1-3,5]。纹影光路中的各光学元件都会直接影响纹影图像的质量，因此有很高的材料和加工要求[1-2]。但光学元件脆弱，通常难以长期保持完好。较典型的是风洞试验段观测窗上的光学玻璃，在高速气流和异物的作用下，表面会出现许多局部破损。玻璃的损伤会在纹影图像中体现为大小和形状各异的黑斑，这些多余而
航空学报 2020年2期2020-03-25
- 低成本小型纹影风洞
了1套低成本小型纹影风洞，在千元成本之内(不含观测部分)实现了平稳可控气流的产生. 在观测手段方面，传统低速风洞一般依靠烟雾系统实现局部气流的观察，其优点是容易观测，控制简单，但较难实现全局气流观察. 同时烟雾系统与供风系统的相互作用在一些条件下会造成气流的不稳定，从而影响观测质量. 为此设计了解决方案，采用纹影仪作为主要观测仪器，结合频闪仪和烟雾系统辅助观察，使观察和测量手段多样化，更有利于在教学中使用和拓展.1 风洞设计的相似性运动物体受到流体的作用与
物理实验 2019年12期2019-12-30
- 近轴对称内收缩流场中的激波干扰
图2所示的Z字形纹影光路，拍摄模型出口流场的纹影。考虑到纹影显示的是沿光程的累积效果，难以直观分辨流场中的三维波系结构，借助平面激光散射(PLS)方法[18-19]，拍摄了汇聚中心上游横截面的瞬时流场结构，所采用的实验光路如图3所示。在来流有迎角α的实验中，平面激光与来流方向保持垂直，因此激光所在平面与模型轴线(x方向)成大小为α的角度。图2 纹影拍摄光路图3 PLS光路1.2 计算方法考虑到计算条件和实验环境的一致性，采用粘性计算，但本文主要关注远离壁面
实验流体力学 2019年5期2019-11-07
- 高超声速边界层转捩高速纹影显示
测试技术的发展，纹影显示方法的时间和空间分辨率都显著提高，近年来比较多应用到边界层转捩过程的研究中。近十年来，以美国Maryland大学、Sandia国家实验室、德国DLR和比利时VKI的研究人员为代表，开展了一系列借助高速纹影手段研究高超声速边界层转捩的工作[1-9]，试验风洞主要涉及静音风洞、高焓激波风洞和长射风洞，马赫数跨度从Ma5到Ma14，主要以半锥角为7°的圆锥作为研究模型。VanDercreek等[1]较早通过聚焦纹影捕捉到了多种试验状态下的
宇航学报 2019年9期2019-10-09
- 激波风洞边界层转捩测量技术及应用
度变化的高清晰度纹影测量技术等。本文发展了激波风洞原有的点热流和温敏热图测量技术，明确了转捩判断标准；以PCB132型高频脉动压力传感器为基础，发展了1 MHz量级的高频脉动压力测量系统及其数据处理分析方法；通过升级纹影仪和高速相机来提升纹影系统空间分辨率和时间分辨率的方式，发展了高清晰度纹影测量系统及其图像处理分析方法。1 点热流转捩测量技术点热流测量技术主要采用铂薄膜热流传感器来测量热流，其原理是以镀在绝缘基底上的铂膜作为测温电阻膜测量温度变化，利用热
航空学报 2019年8期2019-09-11
- 高超声速圆锥边界层转捩纹影显示
手段的发展，传统纹影显示等非接触测量方式的试验能力有了大幅提升，空间和时间分辨率明显提高,能够获取更为全面的转捩流动信息。早期的研究者诸如Demetriades[1]、Smith[2]通过高超声速圆锥边界层转捩试验获得了边界层的纹影图像，并且发现了边界层的绳状波包结构(即第二模态波)。鉴于当时的试验条件，每车次只能获得单张纹影图像，无法获得转捩边界层在时间域上的变化特点。近年来，高速纹影的发展弥补了上述不足。Casper[3]开展了Ma5和Ma8条件下的圆
实验流体力学 2019年2期2019-05-05
- 密度跃层中潜航体激发内波的数字纹影实验研究
摄影、染色摄影、纹影技术以及随着新技术的应用而出现的粒子图像测速(PIV)技术和数字纹影技术。每种测量方法都有各自的优缺点，以最常用的电导率仪为例，优点在于电导率测量为接触式测量方法，可以直接获取测量信号，因此响应快、测量精度高。缺点在于测量时，电导率探头需要进入流场测量数据，势必要接触流场，对整个流场会产生干扰。相比而言，数字纹影技术是一种半定量全局观测流场方法[2]，既能得到三维内波场整体特征信息，又对流场没有干扰，但其所测量数据需经过计算机处理才能得
兵工学报 2019年3期2019-04-17
- 基于菲涅尔透镜的改进型纹影成像系统
100191)纹影法作为一种流动显示方法，可将透明气体介质内部的密度变化可视化，因而常用于对边界层、气体燃烧等流动现象的观测[1]。纹影系统的性能主要用灵敏度来衡量，即系统对被观测气体密度(或折射率)微小改变的响应能力[2]。在平行光纹影系统中，透射式纹影系统成像质量好，但由于其所需大口径的双球面透镜加工十分困难，故常采用反射式纹影系统来代替[1]。然而，反射式纹影系统所需的大口径精密凹面镜价格也十分昂贵，一般的小型实验室难以负担。菲涅尔透镜常用于投影、
物理与工程 2019年1期2019-03-22
- 纹影系统的灵敏度的实验设计与分析
610101)纹影法是由Toepler. A于1864年基于用纹影仪系统对流场进行显示和测量而提出的光学方法[1]. 该方法是利用光在被测流场中的折射率梯度正比于流场的气流密度的原理，将流场中密度梯度的变化转变为成像平面上相对光强的变化，使可压缩流场中的激波、压缩波等密度变化剧烈的区域成为可观察、可分辨的图像. 纹影系统的可视化功能广泛应用于流体力学实验中，特别是在气流的边界层、燃烧、激波、气体内的冷热对流以及风洞或水洞流场的检测[2-8]. 如1981
物理实验 2019年1期2019-02-13
- Quantative measuring technique for thetemperature of flow fields in schlieren systems
满足观测需求。以纹影定量测量技术为代表的光学显示技术备受关注，其显著特点是流场信息量大、非侵入定量测量精度高、成本低。特别是对于流场的温度测量，相比传统的探针测量方式，利用纹影定量技术可以在不影响流场本身特性的前提下，满足温度场测量需求[1-6]。Since year 2000, Schlieren measurement technology has seen rapid development. In 2008, C. Alvarezherreraet
中国光学 2018年5期2018-10-15
- 斜激波入射V形钝前缘溢流口激波干扰研究
静温为101K。纹影系统采用Z字形光路布置，如图2所示。通过高速摄影记录流场纹影图像,拍摄帧率为15000Hz，曝光时间为2μs。入射斜激波由气流偏转角为12°的斜劈产生，斜劈流向长度为200mm，展向宽度为260mm。为了获得丰富的流场信息，考虑到模型对光路的遮挡，分别从平行于平板(z方向，见图2)和垂直于平板(y方向，见图3)2个方向对流场进行拍摄。通过前后移动斜劈的方式，改变入射斜激波与V形钝前缘溢流口的相对位置。为了便于分析，斜激波入射位置采用不考
实验流体力学 2018年3期2018-10-10
- 现代纹影技术研究进展概述①
影技术为基础，对纹影技术的产生与发展进行了简要介绍，说明传统纹影技术与背景纹影技术的区别，并介绍了纹影技术在工程中的应用与理论研究，最后总结了纹影技术的特点，提出彩色纹影在流场测量中的可能性。[关 键 词] 纹影技术;传统纹影;背景纹影;彩色纹影[中图分类号] TH744.3 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）27-0022-01一、纹影技术的产生与发展（一）
现代职业教育·职业培训 2018年9期2018-05-14
- 一种流场温度的测量方法
021)0 引言纹影技术作为一种非接触式流场可视化手段，不会对流场温度的测量产生干扰。该技术在流场温度测量中得到了广泛应用。2008年,Barrientos-García等利用纹影技术对充分和部分燃料的两种不同火焰温度场进行分析[1]。2009年，Alvarez-Herrera C等采用反射式纹影系统测量流场温度[2]。2012年,Guerrero-Viramontes J A等利用反射式纹影仪，实现了液体和气体中二维温度测量和粒子图像测速[3]。2013
自动化仪表 2018年4期2018-04-17
- 基于光源拼接的大视场聚焦纹影技术初步研究
用的“Z”型结构纹影系统(即常规纹影，光路图如图1所示)在测试视场Φ800mm以上时，不仅大尺寸球面反射镜和窗口玻璃难以加工，而且价格非常昂贵。基于菲涅耳透镜的聚焦纹影系统[1-10](光路图如图2所示)，因大尺寸菲涅耳透镜相对球面反射镜更容易加工，此类聚焦纹影系统可用于大视场流场显示。但目前国内可加工的菲涅耳透镜直径不超过2.0m[11]，用于聚焦纹影时测试视场难以达到Φ1.5m。而国内外相继发展的BOS(Background Oriented Schl
实验流体力学 2018年6期2018-02-13
- 潜航体激发类开尔文内波的垂向数值纹影实验研究
文内波的垂向数值纹影实验研究杨圣言，蒋小勤，周文进，方频捷，王建中(海军工程大学 理学院，湖北 武汉 430033)运用垂向数值纹影实验技术（NSS_V），研究了潜航体模型在线性分层流体中激发内波的形态特征，测量了类开尔文V形内波的张角、航行方向内波波长λx与内弗罗德数（Fr=U/DN）之间的关系。实验表明：V型内波张角随着弗罗德数增大而减小，在Fr=1附近出现一个异常缓变平台；波峰线相关波长λx与弗罗德数呈线性关系：λx=8.57Fr+1.74。对比实验
舰船科学技术 2017年11期2017-11-27
- 塑料导爆管激发后爆轰成长的试验研究
系式；同时，结合纹影仪对其端口信号进行观测和分析。结果表明：本研究所用普通导爆管爆轰成长区间长度为40~50cm，成长期前段增速极快，而中后段却相对缓和；纹影试验验证了上述爆轰成长区间长度的结论。研究结果对导爆管传爆机理的进一步明确有一定的促进作用，为导爆管爆轰理论基础提供依据和参考数据。塑料导爆管；爆轰成长；曲线拟合；纹影；传爆机理20世纪70年代末，我国开始研制塑料导爆管生产工艺，现已大范围应用于土岩爆破、拆除爆破以及井巷隧道掘进爆破等各类爆破工程中。
火工品 2017年4期2017-11-10
- 基于数字图像处理的甲烷喷射特性的研究
射特性，采用黑白纹影摄影技术、数字图像处理及刀口自动寻焦方法，对甲烷气体在不同喷射压力下的喷射贯穿距离、喷射角度进行了研究。通过与实际测量和实际喷射情况作对比，证明了图像处理方法的可靠性。研究结果表明：甲烷气体在不同压力下的喷射过程主要分为上升阶段和平缓阶段。在上升阶段，不同压力下的喷射距离与喷射角度均快速增加；而在平缓阶段，不同压力下喷射距离近似呈线性变化，而喷射角度随着压力的增大而减小，喷射角度最终趋于一个稳定度数。图像处理； 光源； 模型； 测量；
自动化仪表 2017年2期2017-03-02
- How to improve the ability of listening, speaking, reading and writing
面流场结构与实验纹影照片符合较好, 在特定的纵向测量线上计算和实验的压力值进行了对比, 平板分离区内符合较好, 楔面上在再附线附近峰值位置有所偏差, 但是峰值大小基本一致. 表明数值方法可以较好地模拟分离位置, 但对再附位置的模拟精度不足(风洞实验是否在再附区发生了转捩需要进一步探讨).The practice can also be controled by students freely. The internal force of study is
大陆桥视野 2016年24期2016-12-29
- 界面传质中Rayleigh对流的定量分析
00072）通过纹影光路观察了特定气液传质装置中乙醇吸收CO2过程所引发的Rayleigh对流在垂直界面方向上的发展过程。随着溶质吸收的进行，液层的流体稳定性变弱，扰动加剧气液界面失稳并发生湍动，进而发展为羽状流并逐步向液相主体发展，在此过程中伴随着对流胞的融合与增长。液层的浓度分布可通过对相应液层纹影图像进行定量分析获得。液层浓度分布和瞬时传质系数变化表征了Rayleigh对流的引发与发展及其对传质过程的强化效果，界面浓度分布及临界Rayleigh数解释
化工学报 2016年11期2016-11-18
- 一种便携式锥形光彩色纹影仪的设计
便携式锥形光彩色纹影仪的设计李宝华 （山东省特种设备检验研究院日照分院，山东 日照 276825）通过阐述彩色纹影仪的原理，进一步分析了双透镜纹影系统、反射式Z形光路平行光纹影系统和锥形光纹影系统的特点和便携式改进的可行性。提出了一种利用锥形光纹影系统加装两组平面反射镜的设计方法，缩小了装置尺寸；同时通过采用大功率LED发光管代替传统卤素灯点光源，减小了装置的重量。最后简述了改进后装置的测试情况，证实了光路折叠式锥形光彩色纹影仪的便携式应用设计方案是可行的
中国设备工程 2016年9期2016-09-06
- 基于红外和纹影技术研究声作用下火焰锋面运动及热量演化
14）基于红外和纹影技术研究声作用下火焰锋面运动及热量演化邓 凯＊，李 华，杨臧健，钟英杰（浙江工业大学能源与动力工程研究所脉动技术工程研究中心，杭州 310014）以Rijke型驻波声场为声环境，以本生型层流部分预混火焰为实验对象，研究了火焰在声场作用下的锋面运动及热量演化行为。通过火焰红外图像表征燃烧反应产生的高温产物，借助火焰纹影图像描述径向温度梯度分布，并以红外－纹影信息一体化的图像说明了高温产物与径向温度梯度的关系。结果表明，声场作用下的部分预混
实验流体力学 2016年6期2016-08-31
- Marangoni对流的纹影实验分析
ngoni对流的纹影实验分析赵嵩，陈曼，曾爱武，金雾（天津大学化工学院，化学工程联合国家重点实验室，天津 300072）摘要:通过纹影系统对乙醇溶液解吸CO2的过程进行了实验研究，液层自由界面的俯视纹影图记录了对流结构的演化过程，并捕捉到了Marangoni对流结构的初始形态。相应的胞型结构因发展空间的限制，由初始的近圆形逐渐变成了多边形结构。利用纹影图片的灰度分布信息，对单个胞型结构的出现、发展及分裂阶段进行了定性分析，发现界面非均匀传质所引发的界面对流
化工学报 2016年7期2016-08-06
- 背景纹影定量化在层流轴对称火焰温度场测量中的应用研究
10014)背景纹影定量化在层流轴对称火焰温度场测量中的应用研究王根娟, 杨臧健, 孟 晟, 王明晓, 钟英杰*(浙江工业大学 能源与动力工程研究所, 杭州 310014)本文以本生型甲烷/空气层流预混火焰为研究对象，研究了背景纹影技术在层流轴对称火焰温度场测量中的应用。考虑到背景尺度对窗口和相机参数的限制问题，采用了多尺度小波噪点背景。比较各类运动图像处理技术的特点，选用变分光流法获取光线穿过火焰后的偏转角。搭建实验台并进行背景纹影火焰测温实验，实验中发
实验流体力学 2016年2期2016-06-22
- 基于纹影法的聚焦超声声场重建算法研究
勇，王 华引言纹影法作为一种非侵入式测量方式，具有直接、快速、实时等优势［1］，已经在低频声波［2］、超声波［3－5］以及聚 焦 超 声［6］的 检 测 中 得 到 了 很 多 的 应用。根据声波与光波的作用规律，声波在透明介质中发射时，用一束激光垂直穿过声波，介质密度的改变会引起折射率发生改变，形成稳定的相位光栅，导致光波相位变化［7］。据此，利用纹影成像技术便可得到相应的声场纹影图像，从而重建出声场声压分布。然而现有的纹影法并不能直接利用纹影图像重建
应用光学 2015年5期2015-06-27
- 基于BOS技术的密度场测量研究
21000)背景纹影技术是一种基于图像的大视场、非接触的定量流场测试技术，在流场测量中有着广阔的应用前景。详细介绍了背景纹影技术的基本原理，并从理论上对系统灵敏度以及空间分辨率进行了深入分析。根据背景纹影技术原理，深入设计了背景斑点图案，搭建了密度场测量系统，基于火焰流场和喷流流场开展了定量测量研究，并给出了流场密度和温度分布测量结果。结果表明，背景纹影技术可以便捷、有效地实现流场密度测量和温度测量，为实现大视场定量的流场密度测量提供了一种简洁有效的方法。
实验流体力学 2015年1期2015-06-23
- 纹影定量化在火焰温度测量中的应用
310014)纹影定量化在火焰温度测量中的应用孟 晟, 杨臧健, 王明晓, 沈忠良, 邓 凯, 钟英杰*(浙江工业大学 能源与动力工程研究所, 杭州 310014)基于传统“Z”字形纹影系统，采用标准光度法对火焰温度进行了定量化。标准光度法通过一个标定镜片来建立火焰纹影图像的灰度值和光线偏转角之间的定量关系，并利用轴对称假设建立光线偏转角和折射率之间的关系。最后通过盖斯定律和理想气体方程得到火焰温度。对其中涉及到的反演算法进行了比较，结果显示直接积分法和
实验流体力学 2015年4期2015-06-22
- 冲击射流的彩虹纹影实验研究
早期的研究者利用纹影技术和表面压力测量技术，研究冲击射流的结构和流动特性，研究表明碰撞区域能否产生滞止泡(Stagnation Bubble)取决于来流条件。一般认为在冲击射流初始阶段，高压气体在喷管唇部迅速膨胀，形成了类似球状的不断向外扩张的起始冲击波，冲击波遇到射流边界以后，形成一道入射激波。此外，起始冲击波遇到平板后发生反射，形成曲面激波，该激波与平板相互作用后发生马赫反射，在曲面激波后面形成了局部高温高压区；随着时间的进一步发展，射流激波遇到马赫盘
实验流体力学 2014年2期2014-03-29
- 激波风洞流场密度测量的聚焦纹影技术
干涉、全息干涉和纹影干涉等技术，这些方法中都利用了纹影仪光路，并把该光路作为物光束的光路。通过这些方法获得了试验干涉照片，并获得了流场的密度定量值。上述干涉方法和常规阴影、纹影方法(即按照某种平行光路的方式通过测试流场)一样，获得的流场信息是沿着光路的整个流场的积分效应值，运用这些干涉方法获得的流场密度值是物光束沿着流场区域的密度变化积分效应，不能获得流场某个区域的密度值。而最近国内外不断发展的密度测量技术，如平面激光诱导荧光(PLIF)技术可以获得流场某
实验流体力学 2013年2期2013-09-21
- 基于彩色纹影的Edney IV型激波相互作用研究
力分布，并用黑白纹影技术显示了Edney IV型相互作用，但波系结构细节并不十分清晰。国内在激波干扰方面起步较晚，研究也仅限于数值模拟。邓小刚［4］利用特征变量隐式NND格式和隐式分解算法数值求解了5种类型的激波干扰流场，得到了激波、剪切层以及彼此干扰结构。阎超［5］将AUSM上风格式应用于数值模拟半球绕流激波碰撞干扰的流动中，揭示了该流动在定常来流条件下的非定常本质。田正雨［6-7］对Edney IV型激波干扰非定常流动进行了数值模拟，他们采用有限体积法
实验流体力学 2013年2期2013-09-21
- 高帧频数字相机在高速流动显示中的应用
频数字相机，结合纹影技术，在激波管上针对方块、凹槽模型，开展了高速流动显示实验，获取了运动激波与模型边界相互作用的序列图像，观察到湍流涡随时间演化发展的过程。结合一台输出功率为8W的连续激光光源和高帧频数字相机，建立了一套高速片光散射流动显示系统，获取了喷流的米氏散射序列图像。实验证明，基于高帧频数字相机的纹影及片光散射技术具备开展高速流动显示实验研究的能力。高速相机；纹影；散射；流动显示；序列图像0 引 言非定常复杂流动一直是空气动力学研究的重点和难点，
实验流体力学 2012年5期2012-06-15
- 双截面聚焦纹影技术应用研究
双截面聚焦纹影技术应用研究黄思源，谢爱民，白菡尘 （中国空气动力研究与发展中心超高速所 高超声速冲压发动机技术重点实验室，四川 绵阳 621000）通过支板尾流结构显示实验，研究了使用双截面聚焦纹影技术显示复杂流动的可行性。双截面聚焦纹影系统能在一次实验中得到两个不同位置的聚焦纹影图片，并能保证两张图片反映的是同一时刻的流场结构。比较了普通纹影与双截面聚焦纹影系统捕捉三维流场结构的能力，证明聚焦纹影技术显示复杂流场是有潜力的。为使之能够清晰地反映复杂流场的
实验流体力学 2011年6期2011-06-15
- 纹影技术中光源的选择与设计方法
102249）纹影技术中光源的选择与设计方法叶继飞1，金 燕2，吴文堂1，蒋冠雷1（1.装备指挥技术学院基础部 北京 101416；2.装备指挥技术学院士官系 北京 102249）在纹影技术应用过程中，纹影光源的性能一定程度上决定了拍摄结果的优劣。不同种类的光源，得到的拍摄效果不同，对于某种特定拍摄需求，光源的选择和设计也不同。如何选择和设计合适的纹影光源，对于最终拍摄结果的好坏至关重要。结合纹影技术在工程实际中的应用，分析了不同被测对象对光源的需求，总
实验流体力学 2011年4期2011-06-15
- 纹影系统中物平面的选择与刀口的设置
14)0 引 言纹影法是重要的流动显示技术,在空气动力学、燃烧学等领域的实验研究工作中被广泛采用。其作业原理是将被测对象置于由光源及光学元件构建的平行光路中,通过被测流场对光线的偏折程度反映实验对象的密度梯度分布。纹影系统的组成部分主要包括光源、凸透镜或凹面镜(两面)、刀口及图像记录装置。布置方式如图1所示,光源置于第一面凸透镜的焦点处,通过透镜形成平行光线,并汇聚于第二面凸透镜焦点处的刀口上,实验对象置于两面凸透镜之间,在刀口后方的图像记录装置上成像。采
实验流体力学 2011年3期2011-04-17
- 可压缩混合层密度梯度场特性的实验研究
献往往只给出一幅纹影图，因为他们的研究目的仅仅是为了考察混合层厚度及其增长率，或者观察是否存在大尺度结构，没能研究可压缩混合层密度梯度场的时间特性，更没有考虑可压缩效应对密度梯度场的影响，而密度梯度场的特性对气动光学传输效应具有很重要的意义。和大量的文献利用数值模拟研究可压缩混合层流动相比，限于实验研究的难度和费用，目前国内外通过实验研究该流动特性的文献不多［1－3，8－9］，而利用实验手段给出较大范围内混合层流场空间变化特性的文献就更少。如PIV技术（粒
实验流体力学 2011年4期2011-04-17