應用光學斷層成像技術重建方腔內自然對流溫度場.pdf

1、剪切干涉儀是一種通過測量穿過流體內部光線的相位變化而獲得流場信息的儀器。使用剪切干涉儀可以得到穿過流體內部光線的干涉條紋,此干涉條紋反映了光線經過流場后的相位變化。由于光線的相位變化取決于光線路徑上流體折射率梯度的積分,而折射率是流體密度和溫度的函數(shù),因此,在以無限寬條紋方式顯示的干涉圖中,干涉條紋可以被看作是溫度梯度、密度梯度或折射率梯度沿光線路徑積分的等值線,從而可以根據代數(shù)重建算法使用上述等值線作為投影數(shù)據重建流場的密度、溫度或折

2、射率的分布。
　　 本文旨在通過實驗拍攝方腔內自然對流的干涉圖,并利用代數(shù)迭代算法重建其三維溫度分布。
　　 以方腔內Rayleigh-Bénard對流的溫度分布為例,根據ART算法的原理編寫了C++重建程序,以Rayleigh-Bénard對流幾個角度的干涉圖為投影數(shù)據,重建了三維的溫度分布。重建結果與經典的Rayleigh-Bénard對流溫度分布一致,說明此算法可以用來重建方腔內自然對流的溫度分布。
　　

3、搭建了以單Wollaston棱鏡為干涉單元的激光干涉儀。Wollaston棱鏡固定在光學轉臺上,以便于調整其高度及角度,同時,光學轉臺放置于一維滑座上精確調整Wollaston棱鏡在光軸方向的位移,以產生清晰的無限寬干涉條紋。使用此光學干涉儀拍攝了方腔在側邊加熱與底部加熱時產生的自然對流的干涉圖,獲得了重建算法需要的投影數(shù)據,并通過ART重建程序對投影數(shù)據進行了重建,其結果與數(shù)值模擬結果的趨勢相一致。由于投影數(shù)據的不完整以及重建算法本身