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水中气泡运动图像测量方法研究

邵建斌

  本文围绕掺气多相流中气泡的图像测量方法进行了系统而深入的理论和实验研究。该研究工作得到了国家自然科学基金的资助。应用数字图像处理方法对水气固三相流图像进行处理,将其中的分散相分别提取出来,计算得出瞬时图像范围内的气泡个数、粒子个数,气相所占流动截面比等参数;分析了图像增强、图像分割、图像分析等方法在多相流图像测量上的作用以及气泡图像处理中存在的问题。作者与他人合作设计构建了一套水气两相流图像测量实验系统,详细分析了气泡图像实验的各种影响因素,为后续研究提供了前提条件。首次提出了气泡图像的评价量化方法,并通过对比实验,得到了最佳的水气两相流照明方案。对于清晰的高分辨率气泡图像,本文提出了一种新的气泡边界识别方法,能够自动地得到气泡的闭合边界。由于这种方法对图像噪声不敏感,因此具有一定的鲁棒性。摘要对于有复杂背景的多气泡图像,本文提出了一种基于动态图像处理的新方法,该方法能自动地提取出背景图像,一定程度上解决了光源不稳定、光照不均匀、玻璃壁面有划痕、水珠等原因带来的噪声致使气泡图像难以识别的问题。应用该方法对复杂多气泡图像进行处理无论在效率上还是准确度方面都比采用单幅图像分割方法先进。采用PIV测速的两种基本方法对气泡图像进行处理研究,得到了较好的结果,同时分析其使用方法及不足之处。对于气泡间基本不重叠的情况,本文提出了一种P丁V算法,得到了精确的气泡运动速度。同时对气泡的体积进行了计算。……   
[关键词]:气泡运动;图像处理;测量;速度
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西安理工大学2004年
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