氣泡運動的數(shù)字圖像測量方法研究.pdf

1、目前，環(huán)境衛(wèi)生學(xué)中一個重要的研究內(nèi)容是創(chuàng)建和引進適宜于環(huán)境衛(wèi)生學(xué)研究的新技術(shù)和新方法。由于環(huán)境有害因素存在多種形式及傳播途徑，因此研究污染物的擴散方式、速度、濃度等則成為研究污染物擴散控制措施的基礎(chǔ)，而開發(fā)新的實驗測量技術(shù)則更具有重要的意義。
　　 本研究設(shè)計了一個曝氣池流場的模擬實驗裝置，將氣泡柱內(nèi)靜止液體氣泡射流兩相流場作為研究對象，在運用粒子圖像測速技術(shù)(PIV)的基礎(chǔ)上，研究氣泡的尺寸大小、濃度分布等的數(shù)字圖像處理技術(shù)。

2、為進一步對存在污染物的兩相流的流動狀況、分散相的尺寸及濃度，并認識其流動規(guī)律的研究做出最基本的準備工作。
　　 經(jīng)過對數(shù)字圖像測量技術(shù)以及兩相流動測量技術(shù)的研究，結(jié)合本研究設(shè)計的曝氣池流場模擬實驗，主要得到以下結(jié)論及研究成果。
　　 (1)數(shù)字圖像測量技術(shù)作為一種瞬時且無擾的全場測量技術(shù)，獲得的圖像中包含大量的離散相信息，只要通過運用恰當?shù)臄?shù)字圖像處理技術(shù)，就可以獲得氣泡的粒徑大小、濃度分布情況等參數(shù)信息。
　　

3、 (2)通過設(shè)計的曝氣池流場的模擬實驗裝置，建立起本研究的水氣兩相測量及分析系統(tǒng)。確定了最優(yōu)的照明光源選擇及布置方法，采用適宜的攝影方法，結(jié)合不同的流體流動條件，獲得一系列圖像質(zhì)量較高的氣泡原始圖像。
　　 (3)用MATLAB對獲得的圖像進行數(shù)字圖像處理，找到了一種最有效并且適用于兩相流的數(shù)字圖像測量方法。對原始氣泡圖像采取有限對比自適應(yīng)直方圖均衡化、灰度變化及非均勻背景校正技術(shù)等處理之后，圖像的清晰度得到了顯著地提高。采用多