基本介紹
- 中文名：高頻粒子圖像測速系統原理與實踐
- 出版時間：2017.09.01
- ISBN：9787302478034
圖書信息,內容簡介,圖書目錄,
圖書信息
高頻粒子圖像測速系統原理與實踐
作者：陳啟剛、陳槐、鐘強、李丹勛、王興奎
定價：78元
印次：1-1
ISBN：9787302478034
出版日期：2017.09.01
印刷日期：2017.08.31
印次：1-1
ISBN：9787302478034
出版日期：2017.09.01
印刷日期：2017.08.31
內容簡介
高頻粒子圖像測速是一種採樣頻率高於流動有效頻率2倍的全場、無干擾瞬態流場測量技術，是材料技術、雷射技術、光學成像技術、數字圖像處理技術及計算機技術交叉融合的產物。本書綜合介紹了高頻粒子圖像測速系統的基本原理、硬體組成、主要算法及實際套用。首先回顧了粒子圖像測速技術的發展歷程，然後以研發一套高頻粒子圖像測速系統為主線，總結了示蹤粒子、光源及光路、相機及鏡頭、光學成像及數字圖像等基礎知識，介紹了圖像前處理、粒子圖像分析及流場後處理的常用方法和算法實現，最後通過明渠紊流、方腔流和黏性底層三個典型套用實例，展示高頻粒子圖像測速系統的套用實踐。
圖書目錄
第1章緒論
1.1引言
1.2PIV基本原理
1.3PIV發展歷程
1.3.1光源系統
1.3.2成像系統
1.3.3分析方法
1.3.4標準配置
1.4PIV發展趨勢
1.4.1三維粒子圖像測速技術
1.4.2高頻粒子圖像測速技術
1.5PIV國際交流與合作
第2章PIV硬體系統
2.1示蹤粒子
2.1.1跟隨性
2.1.2散光性
2.1.3選擇與使用
2.2光源
2.2.1雷射
2.2.2調Q技術
2.2.3雙脈衝雷射系統
2.3光路
2.3.1高斯光束
2.3.2片光光路
2.3.3體光光路
2.3.4導光設施
2.4相機
2.4.1CCD相機
2.4.2CMOS相機
2.4.3CCD與CMOS相機對比
2.5鏡頭
2.5.1鏡頭與透鏡
2.5.2鏡頭的光圈
2.5.3鏡頭的像差
2.5.4鏡頭的景深
2.5鏡頭的接口
第3章粒子圖像獲取
3.1成像原理
3.1.1簡單成像
3.1.2成像解析度
3.1.3傾斜成像
3.2粒子成像
3.2.1衍射極限成像
3.2.2單粒子成像
3.2.3多粒子成像
3.3拍攝粒子圖像
3.3.1圖像曝光
3.3.2圖像像素化
3.3.3成像噪聲
3.4形成數字圖像
3.4.1數字圖像的表示
3.4.2BMP圖像檔案
3.4.3TIFF圖像檔案
3.5粒子圖像合成
3.5.1標準圖像
3.5.2流場及參數處理
3.5.3粒子圖像合成算法
第4章粒子圖像分析
4.1圖像前處理
4.1.1背景剔除
4.1.2圖像增強
4.1.3圖像去噪
4.2流場計算基本方法
4.2.1概述
4.2.2自相關算法
4.2.3互相關算法
4.3流場計算輔助方法
4.3.1窗函式
4.3.2亞像素插值
4.3.3錯誤矢量剔除
4.3.4流速矢量插補
4.4流場計算高級方法
4.4.1視窗平移
4.4.2圖像變形
4.4.3多級格線疊代
4.5特殊處理技術
4.5.1非正方形視窗
4.5.2固體邊界處理
4.6誤差及最佳化準則
4.6.1PIV計算誤差
4.6.2判讀視窗尺寸影響
4.6.3粒子拖尾影響
4.6.4PIV最佳化準則
第5章流場後處理
5.1流場去噪
5.2速度統計參數
5.2.1平均流速
5.2.2高階速度矩
5.2.3相關與能譜
5.3流速導出變數
5.3.1速度梯度
5.3.2渦量
5.3.3壓力場
5.4渦識別方法
5.4.1方法推導
5.4.2方法對比
5.5樣本參數分析
5.5.1問題的提出
5.5.2實驗及方法
5.5.3採樣頻率分析
5.5.4採樣歷時分析
5.5.5參數耦合分析
5.5.6小結
第6章高頻PIV系統實踐
6.1系統搭建方法
6.1.1雷射器及光路
6.1.2相機及鏡頭
6.1.3測架
6.1.4分析軟體
6.2系統測試
6.2.1算法檢驗
6.2.2綜合檢驗
6.3在明渠紊流研究中的套用
6.3.1實驗設備及水流條件
6.3.2明渠紊流統計參數
6.3.3渦的演化特徵
6.3.4橫向渦對雷諾應力的貢獻
6.3.5橫向渦與淨力之間的關係
6.4在方腔流中的套用
6.4.1實驗系統及實驗條件
6.4.2時均流場結構
6.4.3大尺度環流
6.4.4渦旋的空間分布
第7章超高解析度高頻PIV系統
7.1基本原理
7.2硬體系統
7.2.1攝像系統
7.2.2光源系統
7.3圖像處理與計算方法
7.3.1圖像處理
7.3.2粒子匹配算法
7.4黏性底層測量中的套用
7.4.1研究背景
7.4.2實驗條件
7.4.3時均流速
7.4.4紊動強度與雷諾應力
7.4.5偏態和峰度係數
附錄A主要符號對照表
參考文獻
