爆炸火球温度场探测重构与模拟实验技术研究
发布时间：2021-08-14 04:09
针对爆炸火球高温场三维温度分布探测与重构成像的测试需求,提出了一种爆炸火球特征光谱探测方法、一种基于多目标优化迭代的温度场重构方法、一种高温火球多物理特性准静态模拟实验方案。依据爆炸火球内禀及拟掺杂元素不同化合物的激发光谱,设计了一种基于元素发射光谱的多路滤光投影探测方法;完成了小孔成像、锥形光束两种投影模型几何光路的理论分析与计算模型研究。划归爆炸火球温度场多通道投影迭代重构问题为高维多目标优化问题,使用基于参考点的非支配排序遗传算法,结合投影光路模型,设计了高温场多路投影迭代重构算法;构建二维、三维数值模拟实验对重构算法的温度场还原效能进行测试与分析。采用多管路喷射技术,提出了一种爆炸火球多物理特性准静态模拟实验方法;构建多路喷射方案的仿真空域模型,基于计算流体力学进行了区域温度场、粒子速度场仿真;设计装置的机械结构、硬件电路、软件程序,搭建模拟装置样机并完成多路氧-乙炔焰喷射测试实验。理论与实验结果表明,可依据爆炸火球内钾与铜元素特征波长实现特征光谱的滤光探测成像;基于多目标优化迭代的温度场三维重构最小标准误差可以达到5.30%甚至更小;采用多管路掺杂喷射可以实现高温火球1500...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统的接触式温度测试与补偿技术
中北大学学位论文5(2)传统光学成像实现温度场测试国内外学者对温度场表面与截面温度的测试主要依据非接触式测温方法，并取得了一定研究成果。国外某单位利用高速相机和红外热像仪采集到爆炸火球的二维图像如图1-2所示，结合相应反演算法还原了爆炸火球的表面温度分布，并对爆炸毁伤效果进行评估[29-30]。(a)不同尺寸火球的实际图像(b)不同尺寸火球的红外图像图1-2爆炸火球的实际与红外图像(a)Realfireballimageswithdifferentsize(b)InfraredfireballimageswithdifferentsizFigure1-2Realandinfraredimagesofexplosivefireballs此外，国内外多个研究单位基于光场成像技术对火焰辐射几何传输模型进行简化，使用单光场相机[31-32]的阵列式探测光学系统进行如图1-3(a)所示的温度场观测，实现了如图1-3(b)所示的火焰三维温度场观测成像，完成火焰各截面温度分布的还原并进一步提升了面温度场重建精度。(a)光场相机示意图(b)基于光场相机的温度分布重建图1-3光场成像模型示意图(a)Schematicdiagramoflightfieldcamera(b)Temperature-distributionreconstructionbasedonlightfieldcameraFigure1-3Schematicdiagramoflightfieldcameraimagingmodel
中北大学学位论文5(2)传统光学成像实现温度场测试国内外学者对温度场表面与截面温度的测试主要依据非接触式测温方法，并取得了一定研究成果。国外某单位利用高速相机和红外热像仪采集到爆炸火球的二维图像如图1-2所示，结合相应反演算法还原了爆炸火球的表面温度分布，并对爆炸毁伤效果进行评估[29-30]。(a)不同尺寸火球的实际图像(b)不同尺寸火球的红外图像图1-2爆炸火球的实际与红外图像(a)Realfireballimageswithdifferentsize(b)InfraredfireballimageswithdifferentsizFigure1-2Realandinfraredimagesofexplosivefireballs此外，国内外多个研究单位基于光场成像技术对火焰辐射几何传输模型进行简化，使用单光场相机[31-32]的阵列式探测光学系统进行如图1-3(a)所示的温度场观测，实现了如图1-3(b)所示的火焰三维温度场观测成像，完成火焰各截面温度分布的还原并进一步提升了面温度场重建精度。(a)光场相机示意图(b)基于光场相机的温度分布重建图1-3光场成像模型示意图(a)Schematicdiagramoflightfieldcamera(b)Temperature-distributionreconstructionbasedonlightfieldcameraFigure1-3Schematicdiagramoflightfieldcameraimagingmodel
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于立体视觉的3维模型重建[J]. 杨靖,王茂森,戴劲松. 兵工自动化. 2020(03)
[2]全厚式沥青路面温度场预估模型[J]. 李伊,刘黎萍,孙立军. 同济大学学报(自然科学版). 2020(03)
[3]基于流场和温度场的轿车乘员舱热舒适性分析[J]. 吕鸿斌,陈博,高天元,李圆圆,施骏业,陈江平. 汽车工程. 2020(02)
[4]载人航天器密封舱内强制通风下的火灾温度场及流场特性仿真分析[J]. 谷运双,霍岩. 航天器环境工程. 2020(01)
[5]危险火灾场景下铁路钢桥温度场和极限承载力研究[J]. 刘晓光,鞠晓臣. 铁道建筑. 2020(02)
[6]高强度柴油机活塞温度与应力场有限元分析及其结构改进[J]. 蔡翌辉,刘畅,郭豪杰,温艳,汪舟,谢乐春. 内燃机工程. 2020(01)
[7]声学CT温度场重建系统的收发器位置优化与实现[J]. 颜华,张力男. 仪表技术与传感器. 2020(02)
[8]基于双目立体视觉的工件测量研究[J]. 于春和,张静. 舰船电子工程. 2020(01)
[9]基于激光的燃烧场温度诊断方法综述[J]. 王海青,林伟,仝毅恒,朱杨柱,苏凌宇,聂万胜. 气体物理. 2020(01)
[10]扭动微动温度场数值分析[J]. 陈扬帆,刘娟,沈火明. 重庆理工大学学报(自然科学). 2020(01)
博士论文
[1]低剂量X线CT重建若干问题研究[D]. 张权.东南大学 2015
硕士论文
[1]层析扫描重建的校正方法及系统研究[D]. 岳翔.合肥工业大学 2018
[2]基于光学层析成像的火焰温度场检测与分层重建实验研究[D]. 徐建光.华北电力大学(北京) 2018
[3]某温压炸药的爆炸特性研究[D]. 李静.南京理工大学 2013
本文编号：3341741
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统的接触式温度测试与补偿技术
中北大学学位论文5(2)传统光学成像实现温度场测试国内外学者对温度场表面与截面温度的测试主要依据非接触式测温方法，并取得了一定研究成果。国外某单位利用高速相机和红外热像仪采集到爆炸火球的二维图像如图1-2所示，结合相应反演算法还原了爆炸火球的表面温度分布，并对爆炸毁伤效果进行评估[29-30]。(a)不同尺寸火球的实际图像(b)不同尺寸火球的红外图像图1-2爆炸火球的实际与红外图像(a)Realfireballimageswithdifferentsize(b)InfraredfireballimageswithdifferentsizFigure1-2Realandinfraredimagesofexplosivefireballs此外，国内外多个研究单位基于光场成像技术对火焰辐射几何传输模型进行简化，使用单光场相机[31-32]的阵列式探测光学系统进行如图1-3(a)所示的温度场观测，实现了如图1-3(b)所示的火焰三维温度场观测成像，完成火焰各截面温度分布的还原并进一步提升了面温度场重建精度。(a)光场相机示意图(b)基于光场相机的温度分布重建图1-3光场成像模型示意图(a)Schematicdiagramoflightfieldcamera(b)Temperature-distributionreconstructionbasedonlightfieldcameraFigure1-3Schematicdiagramoflightfieldcameraimagingmodel
中北大学学位论文5(2)传统光学成像实现温度场测试国内外学者对温度场表面与截面温度的测试主要依据非接触式测温方法，并取得了一定研究成果。国外某单位利用高速相机和红外热像仪采集到爆炸火球的二维图像如图1-2所示，结合相应反演算法还原了爆炸火球的表面温度分布，并对爆炸毁伤效果进行评估[29-30]。(a)不同尺寸火球的实际图像(b)不同尺寸火球的红外图像图1-2爆炸火球的实际与红外图像(a)Realfireballimageswithdifferentsize(b)InfraredfireballimageswithdifferentsizFigure1-2Realandinfraredimagesofexplosivefireballs此外，国内外多个研究单位基于光场成像技术对火焰辐射几何传输模型进行简化，使用单光场相机[31-32]的阵列式探测光学系统进行如图1-3(a)所示的温度场观测，实现了如图1-3(b)所示的火焰三维温度场观测成像，完成火焰各截面温度分布的还原并进一步提升了面温度场重建精度。(a)光场相机示意图(b)基于光场相机的温度分布重建图1-3光场成像模型示意图(a)Schematicdiagramoflightfieldcamera(b)Temperature-distributionreconstructionbasedonlightfieldcameraFigure1-3Schematicdiagramoflightfieldcameraimagingmodel
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于立体视觉的3维模型重建[J]. 杨靖,王茂森,戴劲松. 兵工自动化. 2020(03)
[2]全厚式沥青路面温度场预估模型[J]. 李伊,刘黎萍,孙立军. 同济大学学报(自然科学版). 2020(03)
[3]基于流场和温度场的轿车乘员舱热舒适性分析[J]. 吕鸿斌,陈博,高天元,李圆圆,施骏业,陈江平. 汽车工程. 2020(02)
[4]载人航天器密封舱内强制通风下的火灾温度场及流场特性仿真分析[J]. 谷运双,霍岩. 航天器环境工程. 2020(01)
[5]危险火灾场景下铁路钢桥温度场和极限承载力研究[J]. 刘晓光,鞠晓臣. 铁道建筑. 2020(02)
[6]高强度柴油机活塞温度与应力场有限元分析及其结构改进[J]. 蔡翌辉,刘畅,郭豪杰,温艳,汪舟,谢乐春. 内燃机工程. 2020(01)
[7]声学CT温度场重建系统的收发器位置优化与实现[J]. 颜华,张力男. 仪表技术与传感器. 2020(02)
[8]基于双目立体视觉的工件测量研究[J]. 于春和,张静. 舰船电子工程. 2020(01)
[9]基于激光的燃烧场温度诊断方法综述[J]. 王海青,林伟,仝毅恒,朱杨柱,苏凌宇,聂万胜. 气体物理. 2020(01)
[10]扭动微动温度场数值分析[J]. 陈扬帆,刘娟,沈火明. 重庆理工大学学报(自然科学). 2020(01)
博士论文
[1]低剂量X线CT重建若干问题研究[D]. 张权.东南大学 2015
硕士论文
[1]层析扫描重建的校正方法及系统研究[D]. 岳翔.合肥工业大学 2018
[2]基于光学层析成像的火焰温度场检测与分层重建实验研究[D]. 徐建光.华北电力大学(北京) 2018
[3]某温压炸药的爆炸特性研究[D]. 李静.南京理工大学 2013
本文编号：3341741
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