基于圖像測(cè)量方法的泄洪洞反弧段摻氣水流流場(chǎng)的研究.pdf

1、分類(lèi)號(hào)號(hào)UDCCC密級(jí)級(jí)級(jí)學(xué)號(hào)號(hào)060815020708活擠爭(zhēng)了聲去軍碩士學(xué)位論文.1__一l‘基工魚(yú).像握業(yè)量立迭業(yè)絲叢衛(wèi)一一一…反弧肆摻氣水血顯魚(yú)絲旦塞一一一胡永亭學(xué)科名稱(chēng):水力學(xué)及河遮動(dòng)力蘭一學(xué)科門(mén)類(lèi):工學(xué)一~—指導(dǎo)教師:陳剛教授一一邵建斌講師申請(qǐng)日期:2009年3月摘要論文題目:學(xué)科專(zhuān)業(yè):研究生:指導(dǎo)教師:基于圖像測(cè)量方法的泄洪洞反弧段摻氣水流流場(chǎng)的研究’水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)胡永亭陳剛教授邵建斌講師簽名:簽名:簽名:摘要水氣兩相流

2、動(dòng)是一種最復(fù)雜的兩相流動(dòng)，因?yàn)樗哂锌勺冃蔚慕缑婧鸵粋€(gè)可壓縮的氣相，目前對(duì)這類(lèi)流動(dòng)的研究非常多，但由于其難度大和受實(shí)驗(yàn)手段的限制，一直發(fā)展不快。近年來(lái)，數(shù)字圖像測(cè)量技術(shù)因其具有高靈敏度、高分辨率、非接觸性等優(yōu)點(diǎn)，己成為測(cè)量領(lǐng)域中一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。本文結(jié)合雅碧江高水頭泄洪洞的摻氣水流問(wèn)題，利用圖像測(cè)量方法對(duì)摻氣水流流場(chǎng)進(jìn)行研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果有:(l)應(yīng)用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)實(shí)際拍攝的水氣兩相流圖像進(jìn)行處理，將氣泡提取出來(lái)。采用標(biāo)簽法對(duì)

3、氣泡進(jìn)行標(biāo)記，通過(guò)計(jì)算獲取流場(chǎng)中不同時(shí)刻氣泡的個(gè)數(shù)、大小及形心坐標(biāo)等參數(shù)。(2)本文在VCC十環(huán)境下，對(duì)四種PTV算法編程實(shí)現(xiàn)了粒子的配對(duì)，這四種算法分別為PCSS算法、基于粒子群體運(yùn)動(dòng)特征的PTV算法、基于粒徑配對(duì)度和形變配對(duì)度的PTV算法和4一FRAME法。本文研究了各算法中參數(shù)設(shè)定對(duì)計(jì)算精度，計(jì)算速度等的影響，并比較了四種PTv算法的匹配率、誤匹配率及運(yùn)算時(shí)間，分析了四種算法的特點(diǎn)及適用性。(3)本文結(jié)合基于粒子群體運(yùn)動(dòng)特征的PT

4、V算法、4一FRAME法，及基于粒徑配對(duì)度的PTV算法，提出了一種新的PTV跟蹤算法，試驗(yàn)結(jié)果表明，該算法能處理氣泡的合并、破裂等特殊情況，從而能更精確地對(duì)氣泡進(jìn)行跟蹤。(4)本文采用圖象測(cè)量方法對(duì)高水頭泄洪洞反弧段流場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量。通過(guò)計(jì)算，獲得了水相及氣相的切向速度和徑向速度沿?cái)嗝娴淖兓?guī)律獲得了近壁區(qū)域氣泡的沿程衰減規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明，直徑較大的氣泡上浮速度比直徑較小的氣泡上浮速度快，且滯后’本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):