針對爆炸火球高溫場三維溫度分布探測與重構成像的測試需求,提出了一種爆炸火球特征光譜探測方法、一種基于多目標優(yōu)化迭代的溫度場重構方法、一種高溫火球多物理特性準靜態(tài)模擬實驗方案。依據(jù)爆炸火球內稟及擬摻雜元素不同化合物的激發(fā)光譜,設計了一種基于元素發(fā)射光譜的多路濾光投影探測方法;完成了小孔成像、錐形光束兩種投影模型幾何光路的理論分析與計算模型研究。劃歸爆炸火球溫度場多通道投影迭代重構問題為高維多目標優(yōu)化問題,使用基于參考點的非支配排序遺傳算法,結合投影光路模型,設計了高溫場多路投影迭代重構算法;構建二維、三維數(shù)值模擬實驗對重構算法的溫度場還原效能進行測試與分析。采用多管路噴射技術,提出了一種爆炸火球多物理特性準靜態(tài)模擬實驗方法;構建多路噴射方案的仿真空域模型,基于計算流體力學進行了區(qū)域溫度場、粒子速度場仿真;設計裝置的機械結構、硬件電路、軟件程序,搭建模擬裝置樣機并完成多路氧-乙炔焰噴射測試實驗。理論與實驗結果表明,可依據(jù)爆炸火球內鉀與銅元素特征波長實現(xiàn)特征光譜的濾光探測成像;基于多目標優(yōu)化迭代的溫度場三維重構最小標準誤差可以達到5.30%甚至更小;采用多管路摻雜噴射可以實現(xiàn)高溫火球1500... 

【文章來源】：中北大學山西省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳統(tǒng)的接觸式溫度測試與補償技術

中北大學學位論文5(2)傳統(tǒng)光學成像實現(xiàn)溫度場測試國內外學者對溫度場表面與截面溫度的測試主要依據(jù)非接觸式測溫方法，并取得了一定研究成果。國外某單位利用高速相機和紅外熱像儀采集到爆炸火球的二維圖像如圖1-2所示，結合相應反演算法還原了爆炸火球的表面溫度分布，并對爆炸毀傷效果進行評估[29-30]。(a)不同尺寸火球的實際圖像(b)不同尺寸火球的紅外圖像圖1-2爆炸火球的實際與紅外圖像(a)Realfireballimageswithdifferentsize(b)InfraredfireballimageswithdifferentsizFigure1-2Realandinfraredimagesofexplosivefireballs此外，國內外多個研究單位基于光場成像技術對火焰輻射幾何傳輸模型進行簡化，使用單光場相機[31-32]的陣列式探測光學系統(tǒng)進行如圖1-3(a)所示的溫度場觀測，實現(xiàn)了如圖1-3(b)所示的火焰三維溫度場觀測成像，完成火焰各截面溫度分布的還原并進一步提升了面溫度場重建精度。(a)光場相機示意圖(b)基于光場相機的溫度分布重建圖1-3光場成像模型示意圖(a)Schematicdiagramoflightfieldcamera(b)Temperature-distributionreconstructionbasedonlightfieldcameraFigure1-3Schematicdiagramoflightfieldcameraimagingmodel

中北大學學位論文5(2)傳統(tǒng)光學成像實現(xiàn)溫度場測試國內外學者對溫度場表面與截面溫度的測試主要依據(jù)非接觸式測溫方法，并取得了一定研究成果。國外某單位利用高速相機和紅外熱像儀采集到爆炸火球的二維圖像如圖1-2所示，結合相應反演算法還原了爆炸火球的表面溫度分布，并對爆炸毀傷效果進行評估[29-30]。(a)不同尺寸火球的實際圖像(b)不同尺寸火球的紅外圖像圖1-2爆炸火球的實際與紅外圖像(a)Realfireballimageswithdifferentsize(b)InfraredfireballimageswithdifferentsizFigure1-2Realandinfraredimagesofexplosivefireballs此外，國內外多個研究單位基于光場成像技術對火焰輻射幾何傳輸模型進行簡化，使用單光場相機[31-32]的陣列式探測光學系統(tǒng)進行如圖1-3(a)所示的溫度場觀測，實現(xiàn)了如圖1-3(b)所示的火焰三維溫度場觀測成像，完成火焰各截面溫度分布的還原并進一步提升了面溫度場重建精度。(a)光場相機示意圖(b)基于光場相機的溫度分布重建圖1-3光場成像模型示意圖(a)Schematicdiagramoflightfieldcamera(b)Temperature-distributionreconstructionbasedonlightfieldcameraFigure1-3Schematicdiagramoflightfieldcameraimagingmodel

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于立體視覺的3維模型重建[J]. 楊靖,王茂森,戴勁松.  兵工自動化. 2020(03)
[2]全厚式瀝青路面溫度場預估模型[J]. 李伊,劉黎萍,孫立軍.  同濟大學學報(自然科學版). 2020(03)
[3]基于流場和溫度場的轎車乘員艙熱舒適性分析[J]. 呂鴻斌,陳博,高天元,李圓圓,施駿業(yè),陳江平.  汽車工程. 2020(02)
[4]載人航天器密封艙內強制通風下的火災溫度場及流場特性仿真分析[J]. 谷運雙,霍巖.  航天器環(huán)境工程. 2020(01)
[5]危險火災場景下鐵路鋼橋溫度場和極限承載力研究[J]. 劉曉光,鞠曉臣.  鐵道建筑. 2020(02)
[6]高強度柴油機活塞溫度與應力場有限元分析及其結構改進[J]. 蔡翌輝,劉暢,郭豪杰,溫艷,汪舟,謝樂春.  內燃機工程. 2020(01)
[7]聲學CT溫度場重建系統(tǒng)的收發(fā)器位置優(yōu)化與實現(xiàn)[J]. 顏華,張力男.  儀表技術與傳感器. 2020(02)
[8]基于雙目立體視覺的工件測量研究[J]. 于春和,張靜.  艦船電子工程. 2020(01)
[9]基于激光的燃燒場溫度診斷方法綜述[J]. 王海青,林偉,仝毅恒,朱楊柱,蘇凌宇,聶萬勝.  氣體物理. 2020(01)
[10]扭動微動溫度場數(shù)值分析[J]. 陳揚帆,劉娟,沈火明.  重慶理工大學學報(自然科學). 2020(01)

博士論文
[1]低劑量X線CT重建若干問題研究[D]. 張權.東南大學 2015

碩士論文
[1]層析掃描重建的校正方法及系統(tǒng)研究[D]. 岳翔.合肥工業(yè)大學 2018
[2]基于光學層析成像的火焰溫度場檢測與分層重建實驗研究[D]. 徐建光.華北電力大學(北京) 2018
[3]某溫壓炸藥的爆炸特性研究[D]. 李靜.南京理工大學 2013



本文編號：3341741