基于主被动光学探测的发光火焰多物理量场重建
发布时间：2021-12-10 08:42
燃烧火焰普遍存在于日常生活和工业生产应用中,如燃气轮机、发动机燃烧室、电站锅炉等。而火焰的温度分布与燃烧反应的进行过程密切相关,直接体现了燃烧的状态。为了更加深刻地理解燃烧机理,优化燃烧过程并减少污染物的产生,需要研究可有效测量火焰空间温度分布的燃烧诊断技术。然而由于硬件设备及相应重建算法的限制,以及多物理量场同时测量时相互耦合导致的严重病态性问题,准确的火焰温度测量技术仍然是一项亟待解决的难题。基于火焰自身辐射光场成像的被动式探测技术是一项很有前景的测温手段。因此本文将该技术引入到火焰空间温度分布测量中。针对发光火焰温度与光学参数空间分布重建问题,本文首先建立了火焰内辐射传输与光场成像模型,在此基础上,先后研究了基于被动光场探测的火焰温度重建模型以及温度与光学参数同时反演模型,最后将主动式层析探测技术与光场探测技术相结合,构造了温度与吸收系数协同重建模型,并开展了基于被动火焰光场探测的多物理量场测量试验研究对所提模型进行验证。主要开展的工作有:首先阐明了光场相机成像的原理与特点,建立了计算光场相机内辐射线坐标与空间方向的追踪方法;考虑到火焰类型的不同,分别利用视在光线法和广义源项多流...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常见的商用光场相机
图 2-5 火焰纵截面上的温度分布g. 2-5 Distribution of temperature field in the vertical section of fl圆周角度方向，半径方向，和高度方向将火焰划分为 1述计算模型求解该假设火焰在波长 610nm 下的出射辐模拟计算中，人为给定一组辐射线，计算该组辐射线从
图 2-6 火焰出射辐射强度分布Fig. 2-6 Distribution of outgoing radiation intensity of flame 2-5 和 2-6，可以看出模拟得到的辐射强度具有和假设的状，二者的变化趋势是相近的。在本节的模拟计算中假数是一个常数，因此出射辐射强度的大小在很大程度上
【参考文献】：
期刊论文
[1]光场成像技术:模型、标定、重建及应用（英文）[J]. Hao ZHU,Qing WANG,Jingyi YU. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2017(09)
[2]Analysis of algebraic reconstruction technique for accurate imaging of gas temperature and concentration based on tunable diode laser absorption spectroscopy[J]. 夏晖晖,阚瑞峰,刘建国,许振宇,何亚柏. Chinese Physics B. 2016(06)
[3]Three-dimensional positioning method for moving particles based on defocused imaging using single-lens dual-camera system[J]. 周骛,金娜,贾敏华,杨荟楠,蔡小舒. Chinese Optics Letters. 2016(03)
[4]基于相干反斯托克斯拉曼散射的二维温度场扫描测量[J]. 李国华,胡志云,王晟,张振荣,叶景峰. 光学精密工程. 2016(01)
[5]基于RGB三波段消光法和单帧单曝光图像法的汽轮机湿蒸汽测量实验研究[J]. 刘浩,周骛,蔡小舒,梁志宏,艾东明,聂丹文,魏明业. 动力工程学报. 2015(10)
[6]基于迭代算法的炉膛三维温度场声学重建[J]. 安连锁,王然,沈国清,张世平. 华北电力大学学报(自然科学版). 2015(01)
[7]基于声学测温的水冷壁局部超温监测研究[J]. 张世平,安连锁,李庚生,沈国清,冯强,邓喆. 动力工程学报. 2012(04)
[8]固体火箭发动机喷管喉部瞬态热流的测量技术[J]. 李宏顺,张俭,谭建伟,杜瑞兵,王刚,张海龙. 武汉工程大学学报. 2011(12)
[9]碳氢火焰中碳黑检测方法评述[J]. 娄春,陈辰,孙亦鹏,周怀春. 中国科学:技术科学. 2010(08)
[10]Review of soot measurement in hydrocarbon-air flames[J]. LOU Chun,CHEN Chen,SUN YiPeng&ZHOU HuaiChun State Key Laboratory of Coal Combustion,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China. Science China（Technological Sciences）. 2010(08)
博士论文
[1]基于光场成像的火焰三维温度场测量方法研究[D]. 孙俊.东南大学 2018
[2]基于时频光信息的弥散介质非均匀光学参数场重建[D]. 乔要宾.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于高光谱成像技术的扩散火焰温度和颗粒物特性研究[D]. 柳华蔚.清华大学 2017
[4]基于光场成像理论的弥散介质光热特性重构[D]. 牛春洋.哈尔滨工业大学 2016
[5]煤粉燃烧及碱金属析出行为的光学诊断研究[D]. 袁野.清华大学 2016
[6]飞秒CARS在分子超快动力学与气体燃烧测温中的应用研究[D]. 赵阳.哈尔滨工业大学 2015
[7]弥散介质温度场重建的辐射反问题研究[D]. 刘冬.浙江大学 2010
[8]基于辐射成像的扩散火焰温度和烟黑浓度分布研究[D]. 艾育华.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]基于波动光学的光场成像与光场重建的理论研究[D]. 史仪.哈尔滨工业大学 2016
[2]Hencken火焰结构对FS-CARS光谱温度定标影响的研究[D]. 陈科峰.哈尔滨工业大学 2016
[3]飞秒CARS在燃烧测温中的应用研究[D]. 李金钊.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3532270
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
常见的商用光场相机
图 2-5 火焰纵截面上的温度分布g. 2-5 Distribution of temperature field in the vertical section of fl圆周角度方向，半径方向，和高度方向将火焰划分为 1述计算模型求解该假设火焰在波长 610nm 下的出射辐模拟计算中，人为给定一组辐射线，计算该组辐射线从
图 2-6 火焰出射辐射强度分布Fig. 2-6 Distribution of outgoing radiation intensity of flame 2-5 和 2-6，可以看出模拟得到的辐射强度具有和假设的状，二者的变化趋势是相近的。在本节的模拟计算中假数是一个常数，因此出射辐射强度的大小在很大程度上
【参考文献】：
期刊论文
[1]光场成像技术:模型、标定、重建及应用（英文）[J]. Hao ZHU,Qing WANG,Jingyi YU. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2017(09)
[2]Analysis of algebraic reconstruction technique for accurate imaging of gas temperature and concentration based on tunable diode laser absorption spectroscopy[J]. 夏晖晖,阚瑞峰,刘建国,许振宇,何亚柏. Chinese Physics B. 2016(06)
[3]Three-dimensional positioning method for moving particles based on defocused imaging using single-lens dual-camera system[J]. 周骛,金娜,贾敏华,杨荟楠,蔡小舒. Chinese Optics Letters. 2016(03)
[4]基于相干反斯托克斯拉曼散射的二维温度场扫描测量[J]. 李国华,胡志云,王晟,张振荣,叶景峰. 光学精密工程. 2016(01)
[5]基于RGB三波段消光法和单帧单曝光图像法的汽轮机湿蒸汽测量实验研究[J]. 刘浩,周骛,蔡小舒,梁志宏,艾东明,聂丹文,魏明业. 动力工程学报. 2015(10)
[6]基于迭代算法的炉膛三维温度场声学重建[J]. 安连锁,王然,沈国清,张世平. 华北电力大学学报(自然科学版). 2015(01)
[7]基于声学测温的水冷壁局部超温监测研究[J]. 张世平,安连锁,李庚生,沈国清,冯强,邓喆. 动力工程学报. 2012(04)
[8]固体火箭发动机喷管喉部瞬态热流的测量技术[J]. 李宏顺,张俭,谭建伟,杜瑞兵,王刚,张海龙. 武汉工程大学学报. 2011(12)
[9]碳氢火焰中碳黑检测方法评述[J]. 娄春,陈辰,孙亦鹏,周怀春. 中国科学:技术科学. 2010(08)
[10]Review of soot measurement in hydrocarbon-air flames[J]. LOU Chun,CHEN Chen,SUN YiPeng&ZHOU HuaiChun State Key Laboratory of Coal Combustion,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China. Science China（Technological Sciences）. 2010(08)
博士论文
[1]基于光场成像的火焰三维温度场测量方法研究[D]. 孙俊.东南大学 2018
[2]基于时频光信息的弥散介质非均匀光学参数场重建[D]. 乔要宾.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于高光谱成像技术的扩散火焰温度和颗粒物特性研究[D]. 柳华蔚.清华大学 2017
[4]基于光场成像理论的弥散介质光热特性重构[D]. 牛春洋.哈尔滨工业大学 2016
[5]煤粉燃烧及碱金属析出行为的光学诊断研究[D]. 袁野.清华大学 2016
[6]飞秒CARS在分子超快动力学与气体燃烧测温中的应用研究[D]. 赵阳.哈尔滨工业大学 2015
[7]弥散介质温度场重建的辐射反问题研究[D]. 刘冬.浙江大学 2010
[8]基于辐射成像的扩散火焰温度和烟黑浓度分布研究[D]. 艾育华.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]基于波动光学的光场成像与光场重建的理论研究[D]. 史仪.哈尔滨工业大学 2016
[2]Hencken火焰结构对FS-CARS光谱温度定标影响的研究[D]. 陈科峰.哈尔滨工业大学 2016
[3]飞秒CARS在燃烧测温中的应用研究[D]. 李金钊.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3532270
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