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基于激光扫描的密集泡状流三维重建与优化

发布时间:2019-01-04 23:52
【摘要】:为测量密集气液泡状流的流动形态及参数,建立了基于激光扫描的三维可视化测量系统。采用片状激光结合旋转正多边形棱镜实现对流场的光学扫描,高速摄像机采集扫描切片图像,首先对图像进行预处理。针对扫描成像中产生的切片重复曝光问题,提出二阶微分平均卷积优化算法,该方法不仅可以有效提取多切片图像中重复曝光的特征点,而且可以去除冗余及噪声信息。实验结果表明,针对分散相遮挡的密集泡状流,基于激光扫描可完整重建其三维结构,二阶微分优化算法可以有效降低重建畸变影响,重建后体积含气率的相对误差优于6%。激光扫描方法非侵入、重建精度高,具有传统方法不可比拟的优势。
[Abstract]:In order to measure the flow patterns and parameters of dense gas-liquid bubbly flow, a 3D visualization measurement system based on laser scanning was established. The optical scanning of the flow field is realized by using a slice laser and a rotating regular polygon prism. The scanning slice images are collected by a high-speed camera, and the images are preprocessed at first. A second-order differential average convolution optimization algorithm is proposed to solve the problem of slice repeated exposure in scanning imaging. This algorithm can not only effectively extract the feature points of repeated exposure in multi-slice images, but also remove redundant and noise information. The experimental results show that the 3D structure can be completely reconstructed based on laser scanning for dense bubbly flow, and the second order differential optimization algorithm can effectively reduce the effect of reconstruction distortion, and the relative error of volume gas holdup after reconstruction is better than that of 6. The laser scanning method is non-invasive and has high reconstruction accuracy, which is incomparable to the traditional method.
【作者单位】: 天津大学电气与自动化工程学院;天津市过程检测与控制重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.61372143,No.61671321)
【分类号】:TP391.41

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本文编号:2400971

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