超聲速來流橫向射流噴霧結(jié)構(gòu)及速度場(chǎng)的圖像分析方法研究.pdf

1、高超聲速飛行器在攻防對(duì)抗體系中具有靈活機(jī)動(dòng)、快速反應(yīng)、難以防備等優(yōu)點(diǎn)，有著巨大的軍事價(jià)值和潛在的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。高超聲速飛行器技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平。超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室來流速度快，燃料在燃燒室內(nèi)駐留時(shí)間僅毫秒量級(jí)，在如此短的時(shí)間內(nèi)想要最大程度提高燃燒效率，需要掌握燃料霧化過程進(jìn)中各參數(shù)的變化。本文通過圖像分析的手段對(duì)超聲速來流橫向射流霧化結(jié)構(gòu)及速度場(chǎng)進(jìn)行研究，主要包括輪廓分析、密度分布、速度場(chǎng)分布研究。
　

2、　本文首先介紹了超聲速流動(dòng)顯示技術(shù)及常用的測(cè)量方法，根據(jù)超聲速來流橫向射流霧化機(jī)理提出了測(cè)量要求，進(jìn)而總結(jié)了本文圖像分析在超聲速流動(dòng)測(cè)量中的應(yīng)用。
　　針對(duì)射流輪廓分析，本文提出三步提取法，即增強(qiáng)、分割、邊緣提取。不同射流圖像包含噪聲不同，本文根據(jù)圖像特點(diǎn)采用空間域增強(qiáng)或頻率域增強(qiáng)法對(duì)四組射流圖像增強(qiáng)；然后從增強(qiáng)后的圖像中將射流區(qū)域分割，本文采取引導(dǎo)濾波法對(duì)一組射流圖像二次分割，得到精度更高的分割結(jié)果；最后對(duì)比了不同方法的輪廓提取

3、結(jié)果，Canny算子提取結(jié)果較直接提取法平滑性更好。同時(shí)，本文以輪廓線為基準(zhǔn)對(duì)超聲速激光陰影圖像激波線進(jìn)行提取，得到精度在3個(gè)像素內(nèi)的激波線提取結(jié)果。
　　針對(duì)射流密度場(chǎng)分析，本文采取先校正后灰度分布的流程。由于兩幀圖像曝光不同以及激光能量分布不均勻，需要對(duì)圖像校正處理，消除照度不均勻，本文采用線性擬合校正與直方圖規(guī)定化，基本上消除了兩幀圖像間的光照不均勻影響；通過分析灰度分布得出射流密度的相對(duì)關(guān)系。
　　PIV、光流法是流