微流体DPIV技术及其在油液污染实时分析中的应用研究

发布时间：2021-04-28 10:43

　　本文在数字图像处理技术的基础上，研究了微流体的流场测试技术，提出了一种新的全流场速度计算方法，并且分析了它在油液污染实时分析系统中的应用。本文主要做了以下几个方面的研究工作： 1．微流体流动：样品池是油液污染实时分析系统中一个非常重要的组成部分。样品池的尺寸通常是在微米级，其中的流体可以视为微流体。本文首先分析了微流体的流动特征、尺度划分、主要影响因素以及研究方法。 2．数字粒子图像测速技术：粒子图像测速（简称PIV）技术，近年来已经发展成为数字粒子图像测速（简称DPIV）技术。与PIV技术相比，DPIV技术具有处理速度快、计算误差小等优点，因此本文详细研究了DPIV技术，主要包括DPIV的测速原理、数字图像的处理、速度矢量的校正以及速度场的重建等。 3．油液污染实时分析系统：研究微流体DPIV技术的主要目的是为油液污染实时分析系统的研制与完善提供依据。最后，本文将微流体DPIV技术应用于油液污染实时分析系统中，取得了预期的结果。 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 选题的指导思想
    1.2 微流体流动简介
        1.2.1 微流体的尺度划分
        1.2.2 影响微流体流动的主要因素
        1.2.3 研究微流体流动的方法
        1.2.4 研究微流体流动的意义
    1.3 本文的研究背景、内容及方法
    1.4 本文章节安排
第二章 粒子图像测速技术
    2.1 粒子图像测速技术简介
        2.1.1 粒子图像测速技术的原理
        2.1.2 粒子图像测速技术的发展概要
        2.1.3 粒子图像测速技术的发展趋势
    2.2 流场速度信息提取理论
        2.2.1 空间自相关分析法
        2.2.2 空间互相关分析法
        2.2.3 两种分析方法的比较
    2.3 动态范围与测量精度分析
        2.3.1 动态范围
        2.3.2 测量精度分析
    2.4 小结
第三章 微流体DPIV实验原理设计
    3.1 数字图像的采集
        3.1.1 图像采集系统的原理
        3.1.2 图像采集系统的软硬件实现
    3.2 数字图像的处理
        3.2.1 数字图像的表示与存储
        3.2.2 数字图像预处理
        3.2.3 数字图像的分割
    3.3 数字粒子图像测速的实验装置及实验参数
        3.3.1 实验装置
        3.3.2 实验参数
    3.4 流场数据的处理
    3.5 小结
第四章 微流体DPIV实验及结果分析
    4.1 基于模板匹配的全流场速度计算
        4.1.1 模板匹配分析的基本原理
        4.1.2 模板匹配运算的VC++实现
        4.1.3 全流场速度计算结果
    4.2 基于快速傅立叶变换的全流场速度计算
        4.2.1 傅立叶分析的理论基础
        4.2.2 快速傅立叶分析算法的VC++实现
        4.2.3 全流场速度计算结果
    4.3 速度矢量的校正与速度场的重建
        4.3.1 速度矢量的校正
        4.3.2 速度场的重建
    4.4 速度矢量与主要实验参数的关系
        4.4.1 示踪粒子
        4.4.2 窗口大小
    4.5 小结
第五章 微流体DPIV在油液污染实时分析中的应用
    5.1 油液污染分析的理论基础
        5.1.1 磨损机理与磨粒特征
        5.1.2 污染度等级
        5.1.3 磨粒特征与故障模式的关系
    5.2 油液污染实时分析系统简介
        5.2.1 油液污染实时分析系统的原理
        5.2.2 油液污染实时分析系统中的几个关键问题
        5.2.3 油液污染实时分析系统的发展前景和应用
    5.3 微流体DPIV在油液污染实时分析系统中的应用
        5.3.1 流场流速的确定
        5.3.2 序列图像对应的流量确定
        5.3.3 污染度的计算和污染颗粒的的检测
        5.3.4 发动机磨损故障模式的确定
    5.4 小结
结论与展望
致谢
在学期间发表的论文
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]微流动的研究现状及影响因素[J]. 凌智勇,丁建宁,杨继昌,范真,李长生.  江苏大学学报(自然科学版). 2002(06)
[2]DPIV相关分析中相关窗口大小的确定[J]. 吴龙华,严忠民,唐洪武.  水科学进展. 2002(05)
[3]基于MEMS的微流体机械研究进展[J]. 王沫然,李志信.  流体机械. 2002(04)
[4]PIV的原理与应用[J]. 孙鹤泉,康海贵,李广伟.  水道港口. 2002(01)
[5]微流体力学几个问题的探讨[J]. 钟映春,谭湘强,杨宜民.  广东工业大学学报. 2001(03)
[6]微尺度流动研究中的几个问题[J]. 陶然,权晓波,徐建中.  工程热物理学报. 2001(05)
[7]磨损微粒显微形态学特征量化描述体系[J]. 吴振锋,左洪福,杨忠.  交通运输工程学报. 2001(01)
[8]MEMS与智能化流体力学[J]. 崔尔杰.  空气动力学学报. 2000(S1)
[9]DPIV流场测试技术中的数据处理[J]. 孙鹤泉,康海贵.  大连理工大学学报. 2000(03)
[10]基于互相关的DPIV图像诊断方法研究[J]. 翁文国,廖光煊,王喜世.  实验力学. 1999(03)



本文编号：3165338