[發(fā)明專利]一種軟性磨粒流磨粒群實時檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210294381.X
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102830121A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設計）人: 計時鳴;張微;譚大鵬;周龍兵;王嘉琦;李宜燃
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)大學
• 主分類號: G01N21/85
• 分類號: G01N21/85
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種軟性磨粒流磨粒群實時檢測方法，其特征在于：所述檢測方法包括：

1）令Ω₁為一個二維物理空間模型，液固兩相軟性磨粒流為該空間的介質，磨粒群瞬時界面為分界面，假設相位場函數φ(x,t)在每個體積相為特定的常數，并且在分界面處經歷快速且平滑的變化，兩相流體及其交界面在t時刻的關系式由下式定義：

建立相位場模型兩相界面混合能量方程：W(φ,▿φ)=∫Ω(12|▿φ|2+F(φ))dx]]>

其中F(φ)=14η2(|φ|2-1)2]]>

式中F(φ)——體積能雙勢阱；η——交界面的寬度；

同時建立相位場函數演化的控制方程：

φt+u→·▿φ=-γδWδφ=γ(Δφ-f(φ))]]>

式中，f(φ)是φ的多項式，常數γ表示遷移率(m³s/kg)；

模型中兩相流場的速度和壓力通過Navier-Stokes方程控制，得到軟性磨粒流兩相流場控制方程：

▿·u→=0]]>

ut→+▿·(u→u→)-μΔu→+▿p=-λΔφ▿φ]]>

φt+▿·(u→φ)-γΔφ=γ(-f(φ)+ξ(t))]]>

ddt∫Ωφdx=0]]>

式中，——流體平均速度矢量，ρ——混合密度，p——壓力，σ——應力張量，μ——流體混合粘度，λ——表面張力系數，為張量積，其定義式為▿(▿φ⊗▿φ)=Δφ▿φ+▿(12|▿φ|2),]]>為

最后采用傳統(tǒng)的二階中心差分格式逼近粘性相和表面壓力相，并用五階WENO格式對得到的控制方程進行空間離散化重構，在時間方向采用具有TVD性質的Runge-Kutta方法進行離散，從而求解兩相界面，得到磨粒群分布的理論模型；

2）根據得到的磨粒群分布理論模型，實時地對軟性磨粒流圖像采集裝置獲得的磨粒群在約束流道內的分布區(qū)域進行圖像處理，從而提取磨粒群分布區(qū)域輪廓特征，得到磨粒群動態(tài)邊界的變化情況；

所述圖像處理流程如下：首先對采集的圖像進行預處理，包括數字化處理，即采樣和量化，圖像剪切和圖像增強；再利用水平集圖像分割模型對磨粒群輪廓進行跟蹤，分割出磨粒群形態(tài)特征；最后對圖像進行后處理，提取磨粒群輪廓線。