基于折射率匹配方法的可视化球床三维重构研究

发布时间：2020-10-27 17:52

　　 熔盐堆作为第四代反应堆的六个候选堆型之一,在近年来受到全世界核能界的广泛关注和研究。在熔盐球床堆中,堆芯的堆积规律包括孔隙率是很重要的参数,影响着球床堆的物理设计和热工设计。目前,在针对熔盐球床堆堆积因子的研究缺乏有效手段的背景下,本文基于折射率匹配方法搭建球床可视化装置,结合计算机视觉和离散元方法对球床进行三维重构,为堆芯堆积因子的准确计算提供依据。本论文就折射率匹配方法在可视化球床三维重构中的可行性进行了研究,主要研究内容包括可视化球床的搭建、基于计算机视觉方法的三维重构和运用离散元方法消除小球重叠。本文主要内容包括三个方面:1)基于折射率匹配方法,搭建可视化球床实验装置。在众多候选的固液材料中,根据固体折射率尽可能低、液体折射率尽可能高,以及无毒无害等原则,选择有机玻璃作为搭建容器和燃料球模型的固体材料,选择碘化钠溶液作为与之匹配的液体溶液;根据实验的可行性以及方法的通用性等因素,将可视化装置设计为装有414个3 cm直径小球的封闭规则球床;调配碘化钠溶液,使之与有机玻璃的折射率1.49尽可能接近。2)基于计算机视觉方法的三维重构。使用图片处理等计算机视觉方法处理拍摄到的可视化球床的截面轮廓图,使用阈值变换、轮廓提取、滤波变换以及霍夫变换解决截面轮廓图中出现的轮廓模糊、杂质等问题,同时编写程序提取截面照片中的数据并实现三维重构。3)离散元方法消除小球重叠。针对计算机视觉方法三维重构结果中的小球重叠和偏移的现象,引入离散元方法,为结果中的每个小球添加杨氏模量、摩擦系数等物性参数,使得每对重叠的小球受到力的作用而发生位置调整,最终移动到一个更加接近真实的位置,实现精确度较高的球床三维重构。
【学位单位】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TL426
【部分图文】：

孔介质的孔隙流场测量、几何形状复杂量应用在球床三维重构等方面的研究来的发展情况。量n 等[17]（1975）尝试在多孔介质中引入内流体的流场分布。如图 1.1，该实验搭球床装置，每个小球直径 1.27 cm，共有含有 27 个小球。小球材料是透明的树脂图所示五处的径向流场流速。测量结果，尤其在②③④所示的区域中，靠近壁际壁面处孔隙率较大这一事实相吻合。本孔介质内的流场是可行的。

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液体溶剂也是水，使用的荧光材料是中面体（rhombohedral）、正交(orthorhom而成。该实验使用高速相机，记录下了的空隙中流体的流速，如图 1.2 图 1.3 所下，斜方六面（a）、正交（b）和简单立方
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本文编号：2858850