基于点模式的直喷汽油机喷雾场粒子尺寸测量

发布时间：2023-10-29 17:40

　　干涉粒子成像(IPI)技术是一种目前备受关注的粒子测量技术,其基本原理是粒子散射光在聚焦面上形成两点像,在离焦面上形成干涉条纹图,通过测量聚焦两点像间距离/离焦条纹圆的条纹频率可以获得粒子尺寸大小。本文主要对IPI聚焦两点像测量技术的理论及其在直喷汽油机喷雾场中的应用进行了研究,所做的主要工作如下:1.基于傅里叶光学理论,建立了IPI理论模型,给出了孔径无限大和孔径有限时聚焦和离焦像面上的光场分布表达式,分析了聚焦像面和离焦像面上粒子像的几何中心与粒子中心像点的位置差异。2.对粒子聚焦像处理算法及其性能进行了分析及完善,设计并搭建了粒子位置测量的验证性实验系统,对不同数密度的粒子场进行测量,实验结果证明了所提出的粒子定位算法有效性。3.搭建了两相向光束照射的、在散射角90°方向记录的IPI聚焦像原理性实验光路系统,分别对标称值为10.9?m、14.9?m、15.0?m、21.3?m、25.0?m、45.0?m和51.0?m的标准粒子进行了测量,给出了其测量不确定度及相对误差,并与标称粒径的峰值粒径与均值粒径进行了比对。测量结果验证了算法的测量精度。4.设计并搭建了用于喷雾粒子尺寸测量的...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
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第一章 绪论
    1.1 直喷汽油机喷雾场测量意义
    1.2 激光喷雾测量意义及方法
    1.3 直喷汽油机喷雾场激光测量方法的发展
    1.4 IPI粒子测量国内外研究现状
    1.5 课题来源和论文主要工作
    1.6 小结
第二章 干涉粒子成像测量技术的基本原理
    2.1 粒子散射光的垂直分量与水平分量
    2.2 IPI理论模型
        2.2.1 孔径无限大时光场分布
        2.2.2 孔径有限大时光场分布
        2.2.3 IPI理论模型的模拟仿真
    2.3 粒子像的几何中心点与粒子中心像点分析
1时粒子像的几何中心点与粒子中心像点分析">        2.3.1 m>1时粒子像的几何中心点与粒子中心像点分析
        2.3.2 m<1时粒子像的几何中心点与粒子中心像点分析
    2.4 IPI粒径测量公式
        2.4.1 单光束照射(IPI)的粒径测量公式
        2.4.2 双光束照射(IPI)的粒径测量公式
    2.5 小结
第三章 粒子聚焦像处理算法及其性能分析
    3.1 粒子聚焦像图像处理算法
        3.1.1 基于模板匹配相关的粒子聚焦像定位算法
        3.1.2 基于自相关的聚焦两点像间距提取算法
        3.1.3 自相关框的选取
    3.2 粒子位置与尺寸验证实验
        3.2.1 粒子位置验证实验
        3.2.2 粒子尺寸验证实验
    3.3 小结
第四章 直喷汽油机喷雾场粒子尺寸测量
    4.1 双光束照射IPI实验光路系统的设计
        4.1.1 成像系统参数设计
        4.1.2 误差分析
        4.1.3 粒子数浓度限制
        4.1.4 最优化实验系统方案
    4.2 双光束照射IPI实验光路系统的搭建
    4.3 喷雾产生装置
    4.4 同一工况下喷雾场空间分布测量
        4.4.1 正庚烷喷雾场空间分布测量
        4.4.2 正戊烷喷雾场空间分布测量
    4.5 不同工况下、同一位置处喷雾粒径测量结果及分析
        4.5.1 喷雾场测量实验工况
        4.5.2 油温、油压、背压对正己烷喷雾SMD粒径分布的影响
    4.6 小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文研究成果
    5.2 研究工作展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢



本文编号：3858551