激光散斑空間濾波法測(cè)量納米流體速度的研究.pdf

1、納米流體作為一種新型的傳熱介質(zhì)，其導(dǎo)熱系數(shù)要比基液高很多，至今對(duì)其導(dǎo)熱機(jī)理的研究仍是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。目前大多數(shù)研究者認(rèn)為，納米粒子的運(yùn)動(dòng)是提高流體導(dǎo)熱系數(shù)的一個(gè)重要原因。因此研究納米粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)于研究納米流體的導(dǎo)熱機(jī)理具有重大的意義。本文通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，研究了基于激光散斑的空間濾波速度測(cè)量方法，并對(duì)定向流動(dòng)的納米流體速度測(cè)量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究。
　　首先在理論上分析了納米流體的特性，對(duì)納米流體的穩(wěn)定性和導(dǎo)熱機(jī)理進(jìn)行

2、了探討，繼而又在理論上分析了激光散斑的形成機(jī)理和散斑場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)特性，對(duì)散斑計(jì)量技術(shù)（包括散斑干涉計(jì)量技術(shù)和散斑照相計(jì)量技術(shù)）作了簡(jiǎn)單介紹。分析了納米流體作定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)態(tài)激光散斑的運(yùn)動(dòng)速度與納米流體運(yùn)動(dòng)速度之間的關(guān)系。
　　在空間濾波速度測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，提出了一種基于面陣CCD空間濾波效應(yīng)的流體速度測(cè)量新方法。其實(shí)現(xiàn)的基本過(guò)程為:利用高速CCD獲取納米流體運(yùn)動(dòng)圖像，將散斑圖像轉(zhuǎn)換為灰度值矩陣，選取圖像的光敏感區(qū)域，對(duì)光敏感區(qū)域進(jìn)行

3、隔行采樣以模擬光柵的空間濾波特性，進(jìn)而獲得隔行采集的原始灰度信號(hào)，通過(guò)頻譜分析和頻譜圖趨勢(shì)項(xiàng)的提取，獲得信號(hào)尖峰頻率，即可計(jì)算出納米流體速度。
　　在測(cè)量原理研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案、搭建了納米流體流動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行了激光照射納米流體形成散斑的實(shí)驗(yàn)。獲得了靜止時(shí)和不同運(yùn)動(dòng)速度下所形成的散斑圖像，并分析了影響散斑圖像因素。在不同流量下，利用高速面陣CCD拍攝了納米流體流動(dòng)的序列散斑圖，利用空間濾波測(cè)速原理進(jìn)行隔行采樣和頻譜分析處理