瞬态三维温度场的莫尔偏折层析

本文讨论了莫尔偏折法层析三维温度场的原理;提出了一种多通道(多方向)莫尔偏折的方法来获得多方向光线经过温度场后偏折的数据,然后利用计算机层析再现三维温度扬的方法;并分析了最佳通道采样角间隔的选取问题,得到了角间隔与角频率之间的关系。采用YAG脉冲激光光源,测量了非对称火焰的三维空间温度分布,并与干涉法测量的结果比较,得到一致的结果。     

基于相位展开和一种新的迭代重建算法的流场莫尔层析术

使用莫尔层析方法测量温度场。设计了一种旋转莫尔偏折仪,该装置可以获取180°范围内的莫尔条纹图。采用傅里叶变换相位展开技术处理莫尔条纹,提取轴向任意截面的投影信息,使用一种新的莫尔层析迭代算法重建温度分布,该迭代算法与已有的代数重建算法不同,它由莫尔偏折基本公式和网格重建技术推导得出,直接使用光线偏折角进行迭代,可以直接实现对非完全投影数据的层析重建。实验中使用8个方向的莫尔条纹图对双峰结构温度场进行重建,得到了截面的温度分布,峰值的重建误差低于5%。测量结果证明这是一种准确、适用性广的层析重建方法。     

旋流火焰三维温度场与速度场的同时激光测量

燃烧诊断与流场显示领域的研究热点已延伸至研发同时满足非侵入式、多参量同步测量、定量计算、多维可视化等技术要求的显示、测量新方法。研究复杂燃烧三维温度场和速度场的同时激光测量,表征燃烧化学反应和流场输运的重要特性。提出一种光偏折层析测温方法与粒子图像测速方法相结合的燃烧多参量场激光测量方法。设计温度场和速度场激光测量的实验系统,获取4方向莫尔偏折条纹和4幅火焰粒子图像。同时重建与可视化旋流燃烧温度分布和速度云图、流线、涡量等流场,并分析不同工况下的旋流火焰特性。对直接测量数据与重建结果进行对比,验证了所提方法的有效性。     

复杂密度场测量中的莫尔层析重建技术

将一种新的莫尔层析重建算法应用于复杂流场测量.该算法由莫尔偏折原理和网格重建技术推导得出,直接使用光线偏折角进行修正迭代,适用于有限角采样和包含遮挡物等非完全数据条件下的层析重建.应用该算法,对火箭燃气射流场和高超音速流场的莫尔偏折图进行了处理和计算,重建出流场截面的密度分布,并对重建结果进行了分析.     

棱镜折射率的测量

本文介绍一种莫尔偏折术测量棱镜折射率的方法。 棱镜不同于球面透镜,光束通过它后位相变化是均匀一致的。它的莫尔条纹方向和间隔不发生变化,不能用一般的莫尔偏折法反映其信息。我们试图用重迭Talbot象法     

位相物体的三维非对称温度场的计算机模拟

应用计算机模拟实现了三维非对称温度场的重建，为莫尔偏折术测量三维非对称温度场提供了一种实时自动的和高精度的处理方法。     

光偏折层析重建流场中的两阶段降噪技术

光学层析技术中,包含在投影信息中的噪声会严重影响重建精度。针对偏折层析的关键环节,提出分两阶段对噪声进行抑制的方法。其一是在数据提取阶段使用小波分析技术对偏移量进行降噪,其二是重建时使用偏折角平均修正算法抑制噪声对迭代计算的影响。模拟实验中使用莫尔层析重建技术对三峰温度场进行了重建,结果显示降噪处理能够明显改善噪声对重建造成的不良影响,对误差曲线的分析表明,该处理使得100次迭代后误差的降幅高达45%。结合8邻域求导算法和降噪处理技术,对小型防风喷焰进行实际测量,证实了莫尔偏折层析技术在流场测量领域的实用价值。     

应用散斑照相法测量三维非对称温度场

提出一种光线偏折角放大方法用于提高散斑照相测量灵敏度。应用散斑照相法测定了三维非对称温度场，通过卷积背投影公式得到了ｚ为常数的某个层面的温度分布。实验表明此方法适用于几何尺度较小或温度梯度较小的三维位相物体温度场的散斑照相测量。     

预混燃烧火焰的光偏折层析三维动态可视化

使用光偏折层析(CT)方法研究了非稳态预混燃烧流 场的参数测量及火焰结构表征。建立了适用于瞬态流场层 析的叠栅光偏折投影条纹图有序阵列采样系统,实现了单光栅副、单CCD、多方向、同时和 同光路条件的动 态采样。构建适用于少数投影光偏折计算层析的混合正则化重建算法。实验测量中,对C 4H10/空气预混燃烧 流场进行6视角动态采样,使用混合正则化算法对燃烧流场进行截面二维温度分布重建,使 用Sobel梯度 算子进行火焰内外区域温度分布的阈值分割。对4个不同时刻共计150 条莫尔条纹进行信息提取并重建出 20个截面的温度分布,使用移动立方体面绘制算法和光线投射体绘制 算法对三维体数据进行 显示,实现了燃烧流场参量分布及火焰结构的三维动态可视化。     

极少方向投影光偏折CT的偏折角压缩传感修正重建

将压缩传感理论与偏折角修正迭代技术相结合解决光偏折层析极少方向的投影重建,提出了一种新的偏折角压缩传感修正重建算法。该算法以待测场梯度的l1范数为稀疏性先验模型,结合最速下降法进行全变差调整,并引入压缩传感权重因子对迭代过程进行优化。在极少方向投影条件下对双峰温度场进行模拟重建,并在相同条件下与已有算法进行比较。结果表明,在6方向投影数据条件下,新算法在峰值构建和重建平滑度方面均表现出显著的优越性,新算法的峰值误差和标准距离误差分别比现有算法降低了18.32%和46.67%。通过对喷焰温度分布的实验测量证明了该算法的有效性。     

基于数字全息层析的温度场三维检测方法

提出一种结合数字全息干涉测量原理和计算层析迭代原理的温度场三维检测方法。首先,基于光纤传导的离轴数字全息光路,通过旋转记录多角度的数字全息图。然后,对全息图进行数值重构,获得多角度上的定量相位分布,以此作为计算层析迭代的投影数据,并采用层析迭代算法重建三维折射率场分布。最后,基于折射率与温度之间的关系,反演得到三维温度场分布。基于上述方法搭建了实验系统并开展实验验证,实验测量结果与温度场预测分布基本一致,证明了该方法在对温度场三维检测的可行性。     

应用非线性自适应迭代重建算法层析热流场

为了提高光学计算层析技术(OCT)对热流场的诊断能力,采用非线性自适应迭代重建算法(NAIRT)重建热流场的截面温度分布。应用准直激光束扫描待测热流场,应用双光栅衍射获得莫尔条纹。为了获得层析投影数据,对莫尔条纹进行了包括傅立叶变换、数字滤波、逆傅立叶变换、相位分析和截面提取,最终获得扫描光线偏折角信息,即层析投影。应用NAIRT对偏折角迭代重建热流场的折射率分布,应用G_D变换进一步转换为温度分布,从而获得热流场的截面温度层析信息。结果表明,NAIRT不仅能精确重建实验热流场的截面温度分布,还可以层析热流场的任意截面。所以,NAIRT能够有效诊断热流场。     

傅里叶变换莫尔偏折术用于自动测量气体温度场

将傅里叶变换条纹位相分析方法用于莫尔偏折术，实现了对轴对称温度场的高精度和自动化测量     

莫尔层析术的模型误差分析及实验研究

分析了经典莫尔层析法的误差模型,通过讨论误差产生的机理,研究了目前使用的重建算法的适用范围。用莫尔偏折仪层析重建的实验结果与真实温度值比对,验证了误差模型的正确性。提出存在问题的本质及解决问题的方案——用相位展开法恢复有折射率场变形的波面,提取波面变形量,作为投影数据,重建相应层面的折射率场。     

基于偏折角修正迭代的层析重建算法族研究

研究非完全数据光偏折层析重建技术,提出了基于偏折角修正迭代的重建算法族,并结合抑制噪声、减弱重建模糊性和边缘效应、优化松弛系数等发展出多种重建迭代形式,使重建精度得到有效提高。在有限角投影、随机噪声数据和无平滑处理等重建条件下,应用该族算法对复杂温度分布进行数值重建,对不同算法的重建效能和重建误差进行对比,分析了各算法与相关的改进代数重建技术在重建性能上的明显差异,并得出最优的偏折层析重建算法。     

位移式莫尔偏折测量方法的研究

本文讨论一种测量位相同步变化的物体信息的莫尔偏折法——位移式莫尔偏折法。通过试件的旋转或摆动用条纹的移动来反映光束的倾斜,用条纹的稳定性来判断光轴的重合。该法简单、精度高且易于实现自动测量。文章论证了其原理,分析了测量精度并阐述了几种典型的应用。     

模拟燃气射流场的莫尔偏折显示及定量测试

在实验室条件下,制作了模拟膛口高速射流的装置.应用莫尔偏折法对双基发射药膛口燃气射流场进行了显示及定量测试研究.整套莫尔显示及测试系统由激光光源、莫尔偏折仪、CCD、监视器、图像存储和处理系统以及586计算机等组成.应用莫尔偏折层析技术定量计算并再现了膛口双基发射药燃气射流场的温度分布.     

光学层析技术测量三维非对称温度场

采用卷积背投影公式实现了位相物体的三维非对称温度场的重建,为光线偏折型测量三维非对称温度场提供了高精度分析和处理实验数据的方法。     

功率型LED灯散热器优化设计研究

针对大功率型LED路灯散热器稳态工作下温度中心集聚的热特性,利用有限元方法构建其3D模型,并在三维模型基础上得到散热器的稳态温度场分布云图;采用正交试验设计法探讨散热器中心翅片的厚度、底板的厚度、不同疏密程度结构对散热器的水平和垂直方向热传导的影响;最后根据实验结果得到能有效对LED路灯散热器温度进行热控制的优化参数和结构,该方案有效降低了散热器的最高温度并提高了散热器的垂直热传导能力;通过对实物进行实验测量得到温度数据再与有限元分析的温度场分布图比较,证明了设计仿真的准确性和可靠性。     

包含遮挡物的三维流场莫尔层析重建

为了研究复杂流场环境下的包含遮挡物的非完全数据层析重建问题,从莫尔层析的基本理论出发,提出了一种将包含先验知识的属性矩阵融入迭代过程的全新的基于级数展开类的莫尔层析迭代算法。在此基础上,通过数值模拟,重建了包含遮挡物的三峰高斯分布的温度场,取得了理想的重建结果,并在相同条件下与层析变换类算法中滤波反投影算法进行了对比。结果表明,将先验知识以属性矩阵的形式融入迭代过程后,新算法与滤波反投影算法相比,能有效地处理包含遮挡物的非完全数据重建问题,为莫尔层析应用于实际测量奠定基础。