Алгоритмы и программные средства обработки информации для измерительных систем оптической диагностики двухфазных потоков

• Автор: Ахметбеков, Ербол Калкенович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Введение .

Цель диссертационной работы

Научная новизна

Основные положения выносимые на защиту.

Глава 1 Обзор литературы посвященной оптическим методам исследований и

1.1 Методы визуализации потоков

1.2 Исследование многофазных потоков.

1.3 История развития измерительных систем для исследования потоков . .

Глава 2 Алгоритмы определения поля скорости путем слежения за частицей

2.1 Введение.

2.2 Алгоритмы слежения за частицами

2.3 Вычислительный эксперимент.
2.4 Экспериментальные исследования.
2.5 Выводы по главе
Глава 3 Разработка методов для исследования двухфазных потоков.6
3.1 Введение6
3.2 Плоскостная лазерноиндуцированная флюоресценция для визуализации
пузырей.
3.3 Алгоритмы обработки данных.
3.4 Тестирование алгоритмов на экспериментальных данных
3.5 Выводы по главе
Глава 4 Разработка измерительной системы и программного обеспечения для лазерной диагностики потоков
4.1 Введение.
4.2 Измерительная система ПОЛИС
4.3 Программное обеспечение Ас1иа1Р1оу
4.4 Применение измерительной системы ПОЛИС для исследований в
аэродинамических трубах.ИЗ
4.5 Выводы по главе
Заключение
Список литературы


Отсев неверных векторов для нерегулярного поля* скорости, основанный на сравнении текущего вектора-с наиболее отличным от среднего в некотором окружении, в котором вклад векторов учитывается с гауссовым весом, сохраняет высокое пространственное разрешение методов слежения. Идентификация фокусированных образов пузырей из изображений; полученных методом лазерно-индуцированной флуоресценции для пузырьковых потоков, основанная на расчете полей корреляций изображения с предварительно сгенерированными масками в виде колец, позволяет-распознавать перекрывающиеся образы пузырей различного диаметра. Применение схемы субдискретизации рассчитываемого поля, а также схемы разрежения изображения маски снижает время идентификации образов’, пузырей в десятки раз. Совместное использование метода слежения за пузырями на основе критерия корреляционного подобия и метода корреляционной коррекции вектора смещения повышает точность определения векторов смещения пузырей. Расчет совместной математической статистики полей скорости газовой и жидкой фаз и локального газосодержания, когда учитывается объемное включение каждой из фаз, дает возможность рассчитать смешанные (газ-жидкость) статистические моменты высокого порядка. Результаты работы докладывались на 7th International'Symposium on Particle Image Velocimetry (Рим, Италия, г. International Symposium on Flow Visualization (Ницца, Франция, г. Workshop on Transport Phenomena In Two-Phase Flow (Bansko, Bulgaria, г. Конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики» (Новосибирск, г. XLII, XLIII, XLIV и XLV Международных научных студенческих конференциях "Студент и научно-технический прогресс" (Новосибирск, г. Соискатель имеет опубликованную работу, в том числе по теме диссертации , работ, опубликованных в ведущих рецензируемых научных, журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией, 5. Автором были сформулированы технические требования к создаваемому измерительному комплексу, осуществлена реализация программного обеспечения для автоматизации процессов проведения эксперимента, сбора, хранения, визуализации-и обработки данных, реализация модулей управления оборудованием. Автором были предложены и- реализованы алгоритмы, построения поля скорости путем слежения. Представление совместных материалов согласовано с соавторами. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и библиографического списка. Работа изложена на 5 страницах, иллюстрирована рисунками и содержит список литературы из наименований. Потоки однофазных и многофазных сред часто встречаются в природе и технике. Знание характеристик подобных сред необходимо для конструирования новых и оптимизации существующих технических решений в промышленности, природопользовании, энергетике, машиностроении. Между тем, течение среды является одним из наиболее сложных объектов для исследования, а математическое описание процессов течения затруднено ввиду сложностей с описанием отдельных элементов среды. Для совершенствования математических моделей турбулентных- течений необходимо развитие экспериментальных методов. Причем для замыкания и верификации* математических моделей, описывающих турбулентное течение, необходимы такие экспериментальные данные как высшие статистические моменты турбулентных, пульсаций и пространственные дифференциальные характеристики. По степени воздействия на исследуемый поток экспериментальные техники. Ниже приведен обзор наиболее широко распространенных оптических методов, исследования потоков. Визуализация потоков использовалась для изучения потоков задолго до появления лазерной и цифровой техники. Ещё Леонардо да Винчи использовал листья на водной глади для визуализации естественного течения. Людвиг Прандтль (Prandtl, ) использовал частицы на поверхности воды для визуализации обтекания канонических объектов в экспериментальном канале. Развитие техники военного и гражданского назначения, в частности создание летательных аппаратов, субмарин, снарядов и т. Качественное описание потоков при помощи визуализации позволяло определить некоторые параметры течения, такие как направление в точке и зоны отрыва. К классическим методам визуализации в аэродинамических трубах можно отнести метод шелковинок (Crowder, ).