气固两相流流场实时测量系统及方法

摘要

本发明提供一种气固两相流流场实时测量系统及方法，系统包括至少一台固相摄像机、至少两台气相摄像机、计算装置以及显示装置。方法包括：1)控制至少一台低分辨率、高帧转移时间而视场相对较大且互相拼接的数字高速摄像机获取固相粒子的运动轨迹图像，控制至少二台高分辨率、低帧转移时间而视场相对较小且互相拼接的数字高速摄像机获取气相荧光示踪粒子的运动轨迹图像；2)分别得出气固两相粒子的运动矢量图像；3)同步输出并实时显示气固两相粒子运动矢量图像。本发明扩展了图像测速技术的适用范围，提高了气固两相流测量的效率；避免了复杂的相分离运算；实现了气固两相流流场的在线测量；为定量研究颗粒聚团的动态演化提供可能。

主权项

一种气固两相流流场实时测量系统，其特征在于，包括：至少一台固相摄像机，用于同步拍摄固相粒子运动轨迹图像；至少两台气相摄像机，用于同步拍摄气相示踪粒子运动轨迹图像；并且至少两台气相摄像机的视场互相拼接，且二者的累加视场与固相摄像机的视场之间的共同视场尽可能大；计算装置，用于对固相粒子运动轨迹图像和气相示踪粒子运动轨迹图像分别进行数据处理，得出固相粒子运动矢量图像和气相示踪粒子运动矢量图像，其中，对气相示踪粒子运动轨迹图像，将所有气相摄像机所获取的图像划分为多个局部判读区域，并为每一个局部判读区域单独分配一个GPU中的计算线程，然后通过GPU并行处理的方式，针对前一幅图像中某一局部判读区域在后一幅图像中寻找与其存在最大灰度相似度的区域以鉴别配对的局部判读区域，进而计算出代表该局部判读区域的运动矢量；以及显示装置，用于按照各自视场同步输出并实时叠加显示固相粒子运动矢量图像和气相示踪粒子运动矢量图像。