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申请/专利权人：中国人民解放军海军工程大学

摘要：本发明属于气体燃烧特性分析方法技术领域，尤其涉及一种燃烧气流场特性测量方法。PIV实验测量装置包括：燃烧台、燃气组件、示踪组件、测算组件；燃烧台内设燃烧室；燃烧组件包括燃烧器、燃气供应装置、燃气增压装置、燃气过滤装置、点火器；示踪组件包括示踪粒子容器、示踪粒子增压装置、调节阀；测算组件包括相机、激光发生器、图像处理器、数据处理器；具体步骤包括：预处理，调节设备和气体供应装置参数；利用激光器照射燃烧室测量流场速度，利用相机得到示踪粒子分布图；利用图像处理器确定示踪粒子移动路径并获取燃烧气流场特性。本申请实现了燃烧气流流畅特定的高效测定，为后续研究灭火机理，开发灭火设备提供基础测量方法。

主权项：1.一种燃烧气流场特性测量方法，基于PIV实验测量装置完成，其特征在于，所述PIV实验测量装置包括：燃烧台、设置于燃烧台附近的燃气组件、示踪组件，测算组件；燃烧台内设有一个顶部开口的燃烧室；燃烧组件包括设置于燃烧室底部中心的燃烧器，设置于燃烧室外部的燃气供应装置、燃气增压装置、燃气过滤装置，设置于燃烧器附近的点火器；示踪组件包括示踪粒子容器、粒子增压装置、调节阀；测算组件包括相机、激光发生器、图像处理器、数据处理器；燃烧气流场特性测量方法具体步骤包括：S1、预处理步骤，至少包括：调节燃气组件和示踪组件内设备和气体供应装置参数，确保燃烧顺利进行，相机调焦、激光器调平；S2、启动PIV实验测量装置，利用激光器形成片光源照射燃烧室测量流场速度，将相机镜头垂直于被片光源照射的流场横截面放置，间隔记录两帧粒子图像，便得到了前后两个时刻整个区域内的示踪粒子分布图；S3、利用图像处理器对示踪粒子图像进行互相关分析确定粒子移动路径，具体包括：通过减去像素强度均值的方法进行背景消除，只留存前景信息，提高粒子图像信噪比，消除噪声来增强粒子激光信号；基于归一化中值检验法进行坏点识别验证数据；S4、利用数据处理器分析获取示踪粒子图像数据，并获取燃烧气流场特性，具体包括：采用PIVlab对流场进行后处理与统计分析，确定采样间隔以及精度公式在拍摄的时序图像中选取连续图像作为样本进行分析，计算火焰上部偏离中心高速射流区域的速度场；采用PIVlab进行涡旋定位，绘制平均速度矢量场涡旋分布图和平均脉动涡度流线图；所述步骤S3中利用图像处理器对示踪粒子图像进行互相关分析还包括：为提高速度测量的精度且不降低速度测量准确性，将粒子图像划分为数个大小相同的子区域建立查询窗，利用查询窗进行互相关运算；对于进行互相关性分析的两帧连续图像，为防止偏移，将后一帧的搜索区域的尺寸放大为第一帧图像查询窗口的两倍；采用多级网格迭代的窗口变形方法，在位移估计时进行多次互相关迭代计算，每一轮迭代都将查询窗的尺寸进行缩小，并将小尺寸的查询窗带入下一轮互相关运算，将划分图像的网格不断细化，直到达到预设迭代次数。

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