摄像技术在水利科研中应用的初步探讨

水流运动是一种非常复杂的自然现象,至今人们还没能很好地认识其规律。因此,在设计水利工程时,通常根据理论公式初步设计后,还要经过实际的验证再付诸实施。此外,在水流运动中,水流内部的运动机理,尤其是多相流运动基本理论的研究,需要进行大量的实验。然而水流运动现象是多种因素综合作用的结果,这些因素互相影响,互相制约。针对水流现象的复杂性及其运动特点,人们总希望连续记录运动的过程,用以分析反映这些运动的要素。近几年,摄像技术已成为水利科研中的一项新的研究测试手段。摄像技术就是通过摄像机、录像机把试验景物记录在磁带上,通过编辑处理后,用电视再现试验景物的技术。摄像技术具有形象、真实、直观的特点,运用该技术可以定性地客观分析水流现象,并能通过计算机图像处理定量     

图像处理技术在河工模型试验流场量测中的应用

本文系统介绍了图像处理在流场分析中的应用及摄录像系统的配置、操作和计算软件开发的一般原理，对系统的量测误差作了全面的分析并用专门设计的试验进行了检验，量测误差小于1.0％。本文研制开发的流场图像处理系统操作录活，软件功能齐全，能够快速得出全流场表面流速的大小和方向，为河工模型试验提供了一个全新的流场量测方法。     

床沙组成对水流阻力的影响

天然情况下，河流泥沙组成多为非均匀沙。河流床沙及其级配组成的非均匀性是影响水流阻力的主要因素之一，研究床沙组成的非均匀性对水流阻力的影响，具有重要的理论和现实意义，本文在大量实验和实测资料的基础上，首次定量探讨床沙级配及其组成的非均匀性对水流阻力的影响，得出非均匀性对水流阻力影响的规律。同时，简要探讨了泥沙颗粒间相互作用关系，为进一步深入研究提供了可靠的依据。     

图像处理技术用于泥沙颗粒分析的研究

提出将图像处理技术用于泥沙颗粒级配分析的设想, 详尽地论述了这一设想的技术可行性及有待深入研究的问题。主要内容有： （１） 泥沙颗粒分析的技术现状和现存的问题; （２） 图像处理技术用于泥沙颗粒分析的基本设备、原理和方法; （３） 用计算机模拟“颗粒级配”检验图像处理的精度;（４） 图像处理法与筛分法的对比及转换。     

PIV流场量测中图像变形的修正

在用PIV技术测量流速场时，会因图像的几何变形而引起计算的误差。本文试验标定了不同型号的摄像系统的变形误差，论证了图像几何变形的特性，并提出了相应的校正公式，推荐的系统配置经校正后的图像几何变形误差小于0．4个象素。     

流场实时测量中示踪球性能的研究

在基于颗粒示踪和图像处理方法的流场实时测量中，示踪颗粒的性能对流速测量的精度影响很大。为此，设计了一种半球形带沿的颗粒，其淹没深度较小，可以适用于较浅的水流条件，并通过试验研究了其分散性和跟随性。从试验结果可以看出，这种颗粒在运动过程中基本不会聚积成团，其运动速度达到稳定的时间和水流流速大致成对数曲线关系。示踪球的稳定速度和碎纸屑基本一样，可以认为这种颗粒能代表当地水流的运动速度。