本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)噴霧油束宏觀特性測(cè)試系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 柴油機(jī) 噴霧 宏觀特性 光學(xué)測(cè)量 數(shù)字圖像處理

【摘要】：柴油機(jī)一直以其良好的熱效率在各領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。作為混合氣形成的主要手段,燃油的噴霧特性對(duì)其經(jīng)濟(jì)性與排放特性有重要的影響。由于柴油噴霧的高瞬態(tài)、強(qiáng)湍流特征,需要采用準(zhǔn)確可靠的測(cè)量方法對(duì)其進(jìn)行深入研究分析。本文以紋影成像原理為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)并搭建光學(xué)成像系統(tǒng),對(duì)柴油噴霧錐角以及貫穿距等宏觀特征的測(cè)量效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。調(diào)整光路原件中的濾光片波長(zhǎng)范圍、光柵尺寸、刀口布置、透鏡相對(duì)位置等因素,優(yōu)化高速攝影機(jī)獲取的噴霧圖像質(zhì)量。同時(shí),為進(jìn)一步準(zhǔn)確提取噴霧圖像中的有效信息,提高測(cè)試精度,本文提出一種新型數(shù)字圖像處理方法:僅提取噴霧圖像中油束邊界信息,以此確定噴霧貫穿距和噴霧錐角。針對(duì)噴霧圖像中油束邊緣卷吸難以識(shí)別這一難點(diǎn),本文在預(yù)處理中通過(guò)圖像作差法獲取完整燃油噴霧油束,以中值濾波過(guò)濾圖像噪點(diǎn),將RGB圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖以簡(jiǎn)化后期處理過(guò)程,以大律法結(jié)合二階Canny算子獲取噴霧輪廓線,以開(kāi)運(yùn)算對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理,以霍夫變換擬合油束輪廓邊界線,最終量化圖像坐標(biāo),提取噴霧宏觀特性,隨后的校核實(shí)驗(yàn)證實(shí)本方法具有較高測(cè)量精度。為進(jìn)一步驗(yàn)證本測(cè)量方法在柴油噴霧研究中的可行性,以柴油單次噴霧實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為基礎(chǔ),在不同油泵轉(zhuǎn)速、噴射背壓、噴孔直徑等條件下,對(duì)噴霧宏觀特性的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程進(jìn)行測(cè)量分析,結(jié)果證實(shí):同一噴射條件下,隨時(shí)間的發(fā)展噴霧錐角呈先增大后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì),噴霧貫穿距則逐漸增大,且增長(zhǎng)幅度逐漸減緩;隨油泵轉(zhuǎn)速的增大,噴霧錐角和噴霧貫穿距都逐漸增大;隨噴射背壓的增大,噴霧錐角逐漸增大,而貫穿距逐漸減小;隨噴孔直徑的增大,噴霧錐角和貫穿距均逐漸增大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與噴霧學(xué)理論完全一致,證實(shí)本方法在柴油噴霧宏觀特性研究中具有良好的可行性。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 噴霧 宏觀特性 光學(xué)測(cè)量 數(shù)字圖像處理
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK427
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 噴霧宏觀特性參數(shù)定義10-12
• 1.3 噴霧宏觀特性測(cè)試方法12-17
• 1.3.1 直接攝影法12-13
• 1.3.2 平面激光米氏散射法13-14
• 1.3.3 激光誘導(dǎo)熒光法14-15
• 1.3.4 紋影攝影法15-17
• 1.4 數(shù)字圖像處理17-20
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 噴霧實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-42
• 2.1 紋影系統(tǒng)的基本原理22-23
• 2.2 紋影系統(tǒng)靈敏度分析23-25
• 2.3 成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)25-35
• 2.3.1 拍攝方法的選擇25-27
• 2.3.2 光源的選擇27-29
• 2.3.3 透鏡的設(shè)置29-31
• 2.3.4 物平面設(shè)置31-32
• 2.3.5 狹縫的設(shè)置32-33
• 2.3.6 刀口的設(shè)置33-34
• 2.3.7 濾光片的設(shè)置34-35
• 2.4 光路模擬分析35-41
• 2.4.1 像差介紹35-37
• 2.4.2 平行光場(chǎng)模擬37-39
• 2.4.3 系統(tǒng)像差分析39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第三章 噴霧圖像處理42-73
• 3.1 圖像類(lèi)型42-43
• 3.2 圖像質(zhì)量評(píng)定43-44
• 3.3 圖像預(yù)處理44-47
• 3.3.1 圖像作差44-45
• 3.3.2 濾波處理45-47
• 3.4 圖像分割47-52
• 3.4.1 閾值分割48-50
• 3.4.2 迭代法求閾值50-51
• 3.4.3 大律法求閾值51-52
• 3.5 邊緣檢測(cè)52-61
• 3.5.1 邊緣特征分析52-53
• 3.5.2 邊緣像素梯度53
• 3.5.3 一階微分邊緣檢測(cè)算子53-58
• 3.5.4 二階微分邊緣檢測(cè)算子58-60
• 3.5.5 各算子處理效果對(duì)比60-61
• 3.6 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理61-64
• 3.6.1 結(jié)構(gòu)元素61
• 3.6.2 腐蝕和膨脹61-64
• 3.6.3 開(kāi)運(yùn)算與閉運(yùn)算64
• 3.7 霍夫變換64-67
• 3.7.1 霍夫變換原理64-66
• 3.7.2 結(jié)果分析66-67
• 3.8 圖像宏觀參數(shù)分析67-72
• 3.8.1 圖像數(shù)值描述67
• 3.8.2 噴霧錐角測(cè)量67-69
• 3.8.3 噴霧貫穿距測(cè)量69-70
• 3.8.4 誤差分析70-72
• 3.9 本章小結(jié)72-73
• 第四章 柴油噴霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析73-88
• 4.1 不同轉(zhuǎn)速下的柴油宏觀特性78-82
• 4.2 不同孔徑下的柴油宏觀特性82-85
• 4.3 不同背壓下的柴油宏觀特性85-87
• 4.4 本章小結(jié)87-88
• 結(jié)論與展望88-90
• 全文總結(jié)88-89
• 工作展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-96
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文96-97
• 致謝97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：849418