本文關(guān)鍵詞：三維聲線追蹤及聲學(xué)法溫度場重建研究　出處：《沈陽工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：聲學(xué)法溫度場重建技術(shù)作為一種新型的測溫方法,具有測溫范圍廣、測量空間范圍大等優(yōu)點,在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究等領(lǐng)域能更好地適應(yīng)溫度場在線測量及控制的需求。特別是在高溫、惡劣的環(huán)境中,該方法有明顯的優(yōu)勢。本文對聲學(xué)法溫度場重建展開研究,重點研究了考慮聲線彎曲的重建問題。主要完成了以下工作。介紹了聲學(xué)法溫度場重建的原理和誤差評價指標(biāo)。分析了影響聲學(xué)法溫度場重建精度的主要因素。闡述了兩種典型的聲學(xué)法溫度場重建算法:最小二乘法、徑向基函數(shù)與奇異值分解法。由于最小二乘法要求被測區(qū)域劃分的像素數(shù)必須小于有效聲波路徑數(shù),因此選擇徑向基函數(shù)與奇異值分解法進(jìn)行重建研究。聲波在不均勻溫度場中的傳播軌跡會因為折射而產(chǎn)生彎曲。如果將聲波路徑近似成直線會給重建帶來較大的模型化誤差,因此本文對聲線追蹤的方法進(jìn)行了研究。介紹了三種常用的聲線追蹤方法以及兩種本征聲線出射角的確定方法。針對現(xiàn)有的本征聲線出射角確定法存在的問題,提出了一種新的本征聲線出射角確定法---多策略結(jié)合的粗掃-細(xì)掃法。在此基礎(chǔ)上,選擇正四面體前向展開法追蹤聲線。實際追蹤結(jié)果表明,三維非均勻溫度場中的聲線軌跡有明顯彎曲。所提的本征聲線軌跡追蹤法,可用于復(fù)雜三維溫度場實際聲線軌跡的確定及聲學(xué)法溫度場重建系統(tǒng)中。為提高非均勻溫度場重建的精度,提出考慮聲線彎曲效應(yīng)的溫度場重建算法。首先用徑向基函數(shù)與奇異值分解法重建一個不考慮聲線彎曲的溫度場,然后在這個溫度場中,用多策略結(jié)合的粗掃-細(xì)掃法確定本征聲線出射角,以正四面體前向展開法追蹤聲線,獲得此溫度場中聲波收發(fā)器間的本征聲線后,建立考慮聲線彎曲的聲波傳播時間與被測區(qū)域溫度分布的關(guān)系,然后再次使用徑向基函數(shù)與奇異值分解法,重建一個考慮聲線彎曲的溫度場。并通過大量的仿真重建,驗證了考慮聲線彎曲可降低非均勻溫度場重建誤差。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK311

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1321736