[發(fā)明專利]一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010547041.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN111707440B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧瑞;孫明波;趙玉新;蔡尊;陳健;姚軼智;王泰宇;董澤宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M9/06
• 分類號(hào): G01M9/06
• 代理公司: 長(zhǎng)沙國科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

1.一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：

實(shí)驗(yàn)段(6)，用于供氣流流動(dòng)形成伴有示蹤粒子的流場(chǎng)；

多腔激光器(1)，用于向所述實(shí)驗(yàn)段(6)輸出激光脈沖以使流場(chǎng)內(nèi)的示蹤粒子發(fā)射散射光；

拍攝裝置(3)，用于根據(jù)陣列的多個(gè)拍攝單元利用所述散射光曝光成像拍攝得到所述實(shí)驗(yàn)段(6)中的流場(chǎng)圖像；

時(shí)間同步器(2)，用于設(shè)置所述多腔激光器(1)和所述拍攝裝置(3)中多個(gè)所述拍攝單元的觸發(fā)時(shí)序；

畸變校準(zhǔn)板(4)，用于預(yù)先獲得所述拍攝單元拍攝所述流場(chǎng)圖像時(shí)圖像畸變的像素坐標(biāo)修正函數(shù)；

公共識(shí)別區(qū)標(biāo)定板(5)，用于預(yù)先獲得所述拍攝單元拍攝所述流場(chǎng)圖像時(shí)的互相關(guān)區(qū)域和縮放平移函數(shù)；

結(jié)合所述畸變校準(zhǔn)板(4)獲得的圖像畸變的像素坐標(biāo)修正函數(shù)和所述公共識(shí)別區(qū)標(biāo)定板(5)獲得的互相關(guān)區(qū)域和縮放平移函數(shù)分別修正每個(gè)所述拍攝單元拍攝獲得的流場(chǎng)圖像，獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)性的細(xì)節(jié)流場(chǎng)圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述拍攝單元為跨幀相機(jī)，或滿足預(yù)先設(shè)置的快門參數(shù)和曝光需求的CCD相機(jī)；

其中，陣列中拍攝單元的數(shù)量為2至9個(gè)，通過標(biāo)簽依次對(duì)每個(gè)拍攝單元進(jìn)行編號(hào)，所述拍攝單元的快門均為全局快門，且曝光時(shí)間為1至3微秒。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，時(shí)間同步器(2)設(shè)置所述多腔激光器(1)輸出激光脈沖的時(shí)間間隔為0.6至5微秒。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述畸變校準(zhǔn)板(4)具有校準(zhǔn)圖像，所述校準(zhǔn)圖像為一個(gè)直徑為D的圓和多個(gè)位于所述圓的圓心處以2i*2i方式陣列排列且邊長(zhǎng)均為a的正方形，其中，所述圓用于修正所述流場(chǎng)圖像的徑向變形，所述正方形用于修正所述流場(chǎng)圖像的梯度畸變和平行度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述校準(zhǔn)圖像的線條寬度范圍是0.05mm～0.15mm，所述i的取值范圍是1～5。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述公共識(shí)別區(qū)標(biāo)定板(5)具有標(biāo)定圖像，所述標(biāo)定圖像為邊長(zhǎng)寬度是d的矩形和多個(gè)位于所述矩形的內(nèi)部以j*j方式陣列排列的圓點(diǎn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述矩形的邊長(zhǎng)寬度d的取值范圍是5～10mm，所述圓點(diǎn)的直徑取值范圍是2～5mm，所述j的取值范圍是3～10。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可獲得連續(xù)多幅微秒級(jí)時(shí)間相關(guān)的流場(chǎng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)段(6)的構(gòu)型為外流流場(chǎng)、矩形截面流場(chǎng)、圓形內(nèi)截面流場(chǎng)中的任意一種。