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粒子图像测速(PIV)技术在河工模型试验中的研究与应用

专 业: 水力学及河流动力学
关键词: 粒子图像测速 PIV技术 河工模型试验 MATLAB 互相关算法
分类号: TV83  TP391.41
形 态: 共 75 页 约 49,125 个字 约 2.35 M内容
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内容摘要


粒子图像测速ParticleImageVelocimetry技术是近十年来迅速发展起来的瞬态流场测试技术,已经逐渐成为流速场测量的主导方法之一。

流速是科研人员进行河工模型试验必须获取的基本物理参数之一。

随着计算机技术和图像技术的发展,借助图像分析及其相关技术,PIV技术在河工模型试验中成功实现了流场的非接触测量,并得到了快速的发展及广泛地应用。

本文紧密围绕粒子图像测速PIV技术在大型河工模型试验中的应用,对河工模型表面流速场的PIV测量系统的工作原理及系统构成进行了分析阐述,讨论了PIV测量系统在大型河工模型试验中应用的具体实施程序。

对一些关键技术:

如对CCD摄像头采集的粒子图像进行预处理的方法;多摄像头采集时,单个CCD摄像头采集图像的定位、标定以及多幅采集图像之间的拼接方法;以及粒子图像中流动信息的提取方法等,都进行了详细的讨论。

论文紧密结合流体运动的规律,探讨并解决了采集信息中错误数据的判别和剔除;根据试验量测得到的流速场数据,进一步对流场的重要物理指标:

流线、涡度、涡线等进行了分析计算,并且绘制了各种相应流场要素图,对于流场的分析有重要作用。

作者在理论分析研究和实际应用的基础上,编制了基于MATLAB的PIV粒子图像测速软件系统,实现了PIV测量技术的分析计算与前、后处理的集成以及测量结果的可视化。

作者在多个科研生产课题的大型河工模型试验中,成功地运用了PIV测量技术,对模拟河段的洪水流速场、洪水河势、局部流场都进行了准确测量。

同时又将流速分布矢量图叠加在相应的模型图片上,使得流场信息与图像信息有机的结合在一起,所反映的洪水流速场及洪水河势不但准确完善而且形象直观。

在完成的几项河工模型试验任务中,利用PIV测量技术及数据处理系统进行测量和分析,对河床演变分析与河道整治工程规划都有重要参考价值,并利用分析成果对部分工程设计方案进行了修改优化,取得了很好的实际应用效果..……

全文目录


文摘
英文文摘
论文说明:符号说明
第一章 绪论
第二章 粒子图像测速PIV技术的基本原理
第三章 基于MATLAB的粒子图像处理技术
第四章 基于MATLAB的流场信息处理与程序设计
第五章 粒子图像测速PIV技术在河工模型试验中的应用——以滦河承德县段河道综合整治河工模型试验为例
第六章 结论与展望
参考文献

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中图分类: > TV83 > 工业技术 > 水利工程 > 治河工程与防洪工程 > 河工试验
其他分类: > TP391.41 > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工)

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