一种定容燃烧火焰传播半径的测量方法技术

本发明专利技术公开一种定容燃烧火焰传播半径的测量方法，先对需要计算火焰传播半径的纹影图片进行预处理，得到火焰边缘轮廓图，再确定半径测量中心，然后计算标定比例K，即拍摄的实际尺寸与纹影图片中对应像素值之间的比例关系，由该比例关系确定火焰传播半径值，最后排除点火电极影响范围，在剩余范围内计算最终的火焰传播半径值。本发明专利技术可以根据不同的研究需要计算纹影图片中火焰前锋面圆周各方向上的火焰传播半径值，得到不同半径测量角度θ对应的火焰传播半径值，可以测量得到更加精确的火焰传播半径。

A Method for Measuring the Radius of Flame Propagation in Constant Volume Combustion

The invention discloses a method for measuring the propagation radius of a constant volume combustion flame. Firstly, the schlieren pictures which need to calculate the propagation radius of the flame are pretreated to obtain the outline of the flame edge, then the measuring center of the radius is determined, and then the calibration ratio K is calculated, that is, the proportional relationship between the actual size taken and the corresponding pixel values in the schlieren pictures, and the propagation radius of the flame is determined by the proportional relationship. Finally, the influence range of ignition electrode is excluded and the final flame propagation radius is calculated in the remaining range. According to different research needs, the flame propagation radius values in schlieren pictures in all directions around the circle of the flame front surface can be calculated, and the flame propagation radius values corresponding to different radius measurement angles theta can be obtained, so that more accurate flame propagation radius can be measured.

【技术实现步骤摘要】
一种定容燃烧火焰传播半径的测量方法
本专利技术涉及层流火焰研究
，具体为一种定容燃烧火焰传播半径的测量方法。
技术介绍
研究层流火焰对于改善内燃机燃料燃烧状况和提高燃烧效率具有重要作用，也是燃烧过程以及排放物生成机理理论研究的重要基石。同时，层流火焰的研究对于模拟湍流火焰传播也具有重要意义。近年来，随着可视化技术的发展，一些学者开始结合定容燃烧弹，利用高速摄影机拍摄火焰的发展历程，得到纹影图片，测量火焰传播半径，进而得到燃料的层流燃烧特性参数。目前针对火焰传播半径值的测量有各种各样的方法，常见的有：射线定弧法和等价面积法等。射线定弧法是一种基于弧线几何特征的检测方法，从圆心坐标出发，在视场范围内，向不同方向发射射线，当到达圆形边界圆形弧段时停止，记录圆心到各方向圆形边界距离，利用统计学特征，计算平均距离，即为半径。等价面积法是一种操作简便的圆弧半径提取算法，利用等量原则，使所得等价圆与原图像的面积相当，保证两者在量上的一致性，即利用原图像的面积计算等价圆的半径作为火焰传播半径。射线定弧法基于原始轮廓点进行计算，如果边缘提取方法不恰当或者火焰前锋面褶皱较多，导致原始轮廓点中杂点较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定容燃烧火焰传播半径的测量方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1：对需要计算火焰传播半径的纹影图片进行预处理，得到火焰边缘轮廓图；步骤2：确定半径测量中心：步骤21：在所述火焰边缘轮廓图中，以点火电极连线所在的直线为基准线，在基准线左右两侧的火焰前锋面上分别确定一个离基准线最远的像素点M1和N1，以M1和N1两点的连线的中点作为初始半径测量中心Q1；步骤22：在火焰前锋面上，以固定角度间隔画出n‑1条经过Q1的直线，将直线与火焰前锋面的两点交点记作原始点Mi和Ni，i＝2,3,4,……,n；将每条直线上两个原始点连线的中点作为修正半径测量中心Qi，i＝2,3,4,……,n；步骤23：根据...

【技术特征摘要】
1.一种定容燃烧火焰传播半径的测量方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1：对需要计算火焰传播半径的纹影图片进行预处理，得到火焰边缘轮廓图；步骤2：确定半径测量中心：步骤21：在所述火焰边缘轮廓图中，以点火电极连线所在的直线为基准线，在基准线左右两侧的火焰前锋面上分别确定一个离基准线最远的像素点M1和N1，以M1和N1两点的连线的中点作为初始半径测量中心Q1；步骤22：在火焰前锋面上，以固定角度间隔画出n-1条经过Q1的直线，将直线与火焰前锋面的两点交点记作原始点Mi和Ni，i＝2,3,4,……,n；将每条直线上两个原始点连线的中点作为修正半径测量中心Qi，i＝2,3,4,……,n；步骤23：根据在纹影图片中的像素坐标值，计算各修正半径测量中心Qi像素坐标和初始半径测量中心Q1像素坐标的平均值，将该平均值作为最终半径测量中心Q的像素坐标：纹影图片中左上角像素点的像素坐标值为(0，0)，若Q1的像素坐标为(s1，t1)，Qi的像素坐标为(si，ti)，则Q的像素坐标为步骤3：计算标定比例K，即拍摄的实际尺寸与纹影图片中对应像素差值之间的比例关系；步骤4：测量火焰传播半径：步骤41：在所述火焰边缘轮廓图中，根据在纹影图片中的像素坐标值，找到边缘轮廓点中纵坐标和Q点相等，且横坐标比Q点小的点，记作E；步骤42：以射线QE为半径测量角度的起始边，将火焰前锋面外边缘上的任一点定义为点P，则由QE顺时针旋转到QP的角度∠EQP为半径测量角度θ，θ的取值范围为0～360°；步骤43：建立点Q和点P的像素坐标与半径测量角度θ之间的反三角函数关系：将点Q和点P的像素坐标分别记作(x0，y0)和(x1，y1)，则步骤44：将纹影图片上PQ两点之间的像素差值乘以标定比例即为半径测量角度θ条件下所测量的火焰传播半径值Rj，计算式为：Rj＝LPQ×K式中Rj为各半径测量角度θ上的半径提取值，LPQ为PQ两点像素差值。2.根据权利要求1所述的定容燃烧火焰传播半径的测量方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程包括：步骤11：挑选背景图片：某一工况试验中，挑选点火前一刻的一张纹影图片作为背景图片；步骤12：去背景：挑选需要计算火焰传播半径的纹影图片，利用图片处理软件中的图片相减函数，将挑选的纹影图片减去步骤11所得的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩志强，张洪川，肖邦，杜德峰，李均同，李锦会，吴学舜，田维，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：四川,51