一种湍流三维速度场的测量方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种湍流三维速度场的测量方法和装置，该方法包括：将示踪粒子放入到扫描区域中；控制OCT扫描系统对扫描区域进行扫描，得到第一时刻所对应的示踪粒子三维瞬态图像，记为第一瞬态图像；得到第二时刻所对应的示踪粒子的三维瞬态图像，记为第二瞬态图像；将第一瞬态图像和第二瞬态图像进行相关性计算，得到相关系数；当所述相关系数≥0.9时，求出第一瞬态图像每一个示踪粒子的位置坐标，并对所有的位置坐标求平均得到第一平均位置坐标；求出第二瞬态图像每一个示踪粒子的位置坐标，并对所有的位置坐标求平均得到第二平均位置坐标；利用速度数学模型得到湍流三维速度场。装置包括：控制单元和计算单元。本发明专利技术主要用于测量领域。

A measurement method and device of three-dimensional turbulent velocity field

【技术实现步骤摘要】
一种湍流三维速度场的测量方法和装置
本专利技术涉及测量
，特别涉及一种湍流三维速度场的测量方法和装置。
技术介绍
湍流理论的中心问题是求湍流基本方程纳维-斯托克斯方程的统计解。由于直接用纳维－斯托克斯方程来求解不规则湍流的数值解计算工作量非常大，因此工程中常用从纳维-斯托克斯方程推导出的湍流平均流场的基本方程—雷诺方程求解湍流参量。要得出雷诺方程的解需要得到相同条件下测量的多个速度场做算术平均的值，因此如何对湍流三维速度场进行更为准确的实时测量是流体运动研究的一个重要的问题。用于湍流瞬时速度场测量的方法主要有两种。一种是粒子图像测速，在流场中预先投入一定量的示踪粒子，利用脉冲激光片光照亮流场的测试段，用CCD对测试段多次曝光，得到多张粒子图像，最后对采集到的图像采用速度提取算法进行处理实现对流场速度场的全场瞬态测量。另一种是激光多普勒测速，预先产生一定浓度的示踪粒子，利用流场中示踪粒子的散射信号，测量散射光对原入射光的多普勒频移量，再根据速度与多普勒信号之间的关系得出速度，实现对流场的无接触测量。由于激光多普勒测速与待测流场的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种湍流三维速度场的测量方法，该方法基于OCT扫描系统，其特征在于：包括：/n步骤1、将示踪粒子放入到扫描区域中；/n步骤2、控制OCT扫描系统对扫描区域进行扫描，得到第一时刻所对应的示踪粒子三维瞬态图像，记为第一瞬态图像；得到第二时刻所对应的示踪粒子的三维瞬态图像，记为第二瞬态图像；其中，第一时刻和第二时刻相差单位时间；/n步骤3、将第一瞬态图像和第二瞬态图像进行相关性计算，得到相关系数；/n步骤4、当所述相关系数≥0.9时，求出第一瞬态图像每一个示踪粒子的位置坐标，并对所有的位置坐标求平均得到第一平均位置坐标；求出第二瞬态图像每一个示踪粒子的位置坐标，并对所有的位置坐标求平均得到第二平...

【技术特征摘要】
1.一种湍流三维速度场的测量方法，该方法基于OCT扫描系统，其特征在于：包括：
步骤1、将示踪粒子放入到扫描区域中；
步骤2、控制OCT扫描系统对扫描区域进行扫描，得到第一时刻所对应的示踪粒子三维瞬态图像，记为第一瞬态图像；得到第二时刻所对应的示踪粒子的三维瞬态图像，记为第二瞬态图像；其中，第一时刻和第二时刻相差单位时间；
步骤3、将第一瞬态图像和第二瞬态图像进行相关性计算，得到相关系数；
步骤4、当所述相关系数≥0.9时，求出第一瞬态图像每一个示踪粒子的位置坐标，并对所有的位置坐标求平均得到第一平均位置坐标；求出第二瞬态图像每一个示踪粒子的位置坐标，并对所有的位置坐标求平均得到第二平均位置坐标；
步骤5、利用速度数学模型得到湍流三维速度场，所述速度数学模型为：



其中，(a，b，c)表示为第一平均坐标，(x，y，z)表示为第二平均坐标，t表示为单位时间，v表示为湍流三维速度场。


2.根据权利要求1所述的一种湍流三维速度场的测量方法，其特征在于：在进行步骤3之前，需要对第一瞬态图像和第二瞬态图像进行降噪处理。


3.根据权利要求2所述的一种湍流三维速度场的测量方法，其特征在于：所述降噪处理的方法包括但不限于：均值滤波、中值滤波、高斯滤波。


4.根据权利要求1所述的一种湍流三维速度场的测量方法，其特征在于：步骤3的相关性计算具体为：



其中，Ax,y,z表示为第一瞬态...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩定安，秦晓萌，曾亚光，王茗祎，林浩辉，易俊，张艳婷，彭建中，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44