基于圖像處理技術(shù)的兩相流動(dòng)特性描述.pdf

1、氣泡的運(yùn)動(dòng)是研究氣液兩相的基本問(wèn)題，氣泡的運(yùn)動(dòng)行為和狀態(tài)與操作條件、液體性質(zhì)、通氣形式等有密切關(guān)系，如果能夠可視化測(cè)量出氣液兩相流場(chǎng)中氣泡的特征參數(shù)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)于化學(xué)工業(yè)中的相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)研究具有重要意義。
　　 本文設(shè)計(jì)并建立了用于研究?jī)上嗔髦袣馀萆仙匦缘母咚贁z像實(shí)驗(yàn)裝置，并利用該裝置獲得了不同工況下氣泡運(yùn)動(dòng)圖像，為課題的順利開(kāi)展提供了充足的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　 研究了適用于氣泡圖像的數(shù)字圖像處理算法：采用減影算法、小

2、波算法和中值濾波對(duì)圖像進(jìn)行圖像去噪處理；對(duì)比各種圖像二值化方法，最終采用類(lèi)間最大方差法實(shí)現(xiàn)圖像二值化；重點(diǎn)介紹了兩種新的填充方法，即傳染算法及其改進(jìn)算法，實(shí)現(xiàn)了氣泡圖像的良好填充；研究了適用于低氣泡分離頻率下的高速圖像中氣泡的匹配方法；實(shí)現(xiàn)了氣泡特征參數(shù)(如面積、周長(zhǎng)、當(dāng)量直徑、畸變因數(shù)、速度、加速度等)的提取。
　　 實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)圖像的數(shù)字化處理，獲得了氣泡的特征參數(shù)，以及上升氣泡的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度、加速度曲線(xiàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了

3、分析總結(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：低分離頻率時(shí)，氣泡的大小主要受氣孔直徑的影響，氣孔直徑越大則氣泡尺寸越大，氣泡螺旋上升，運(yùn)動(dòng)在二維平面上呈“S”形；上升氣泡的垂直方向的速度和加速度的大小與氣泡的分離頻率密切相關(guān)，都有在小范圍內(nèi)振動(dòng)，大范圍內(nèi)穩(wěn)定的特性；加速度受氣泡受力面積不斷變化的影響而正負(fù)不一；氣泡的上升過(guò)程是一個(gè)趨于穩(wěn)定的過(guò)程。
　　 對(duì)低分離頻率下的上升氣泡的體積進(jìn)行初步計(jì)算，提出了兩種計(jì)算方法：幾何算法和受力分析法。其中，幾何算