[發(fā)明專利]一種層流火焰圖片輪廓缺失點(diǎn)的補(bǔ)償方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210280760.7
• 申請(qǐng)日: 2022-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN114723852A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓志強(qiáng);胡明杰;劉杰;符鑫;吳學(xué)舜;田維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/40
• 分類號(hào): G06T11/40;G06T7/90;G06T7/11
• 代理公司: 成都禾創(chuàng)知家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51284
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明涉及層流燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種層流火焰圖片輪廓缺失點(diǎn)的補(bǔ)償方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的火焰紋影圖片處理得到不同時(shí)刻下的火焰邊緣輪廓點(diǎn)，以及火焰圓心與各角度下的火焰半徑；以火焰圓心為原點(diǎn)，建立二維坐標(biāo)系；初步確定點(diǎn)火電極的影響范圍，對(duì)受點(diǎn)火電極影響區(qū)域附近紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合并填補(bǔ)空位；對(duì)非受點(diǎn)火電極影響區(qū)域內(nèi)的紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)空位進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)；對(duì)匯總火焰半徑變化趨勢(shì)圖內(nèi)不可信數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行切除；將排除點(diǎn)火電極的數(shù)據(jù)點(diǎn)以及火焰圖片輪廓缺失的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行填補(bǔ)后，在將火焰邊緣輪廓圖上的邊緣數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行對(duì)應(yīng)填充，得到理想狀態(tài)下的火焰圖片。本發(fā)明可以更精確定義點(diǎn)火電極對(duì)火焰輪廓的影響范圍，可以更加精確的消除點(diǎn)火電極及火焰厚度對(duì)火焰輪廓的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及層流燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種層流火焰圖片輪廓缺失點(diǎn)的補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

研究補(bǔ)償層流火焰圖片的輪廓點(diǎn)缺失是提高火焰半徑精確度的基礎(chǔ)，而火焰半徑的研究也是研究層流燃燒特性和燃料燃燒數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)，進(jìn)而對(duì)后續(xù)研究和描述預(yù)混湍流火焰特征產(chǎn)生有益影響。由于層流火焰半徑的研究對(duì)后續(xù)改善內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒狀況和提高燃燒效率具有重要作用，因此補(bǔ)償層流火焰圖片輪廓缺失點(diǎn)的研究為后續(xù)深入研究層流燃燒特性提供有力的數(shù)據(jù)支撐。隨著可視化技術(shù)的發(fā)展，對(duì)定容燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的整體需求，以及對(duì)層流火焰圖片的處理精度的需求隨之日益增長(zhǎng)。

近些年來，諸多學(xué)者通過大量不同工況條件下的火焰?zhèn)鞑D片的分析，證實(shí)了點(diǎn)火電極是在其方向上對(duì)層流火焰?zhèn)鞑プ畲蟮挠绊懸蛩亍Ｍ瑫r(shí)由于火焰輪廓邊緣檢測(cè)技術(shù)的不完善，致使一些邊緣輪廓點(diǎn)受火焰?zhèn)鞑D片中火焰厚度的影響而無(wú)法有效識(shí)別。到目前為止，雖然部分學(xué)者已經(jīng)提出了一些粗略去除點(diǎn)火電極以減少點(diǎn)火電極影響的優(yōu)化方案，但目前為止，已提出的方案都尚未能從對(duì)火焰圖片輪廓缺失的角度，使用相關(guān)圖片處理方法對(duì)火焰圖片輪廓缺失進(jìn)行補(bǔ)償，消除點(diǎn)火電極和火焰厚度對(duì)火焰輪廓的影響以及不同工況下火焰輪廓變化的適應(yīng)性問題。為減小點(diǎn)火電極對(duì)火焰邊界輪廓的影響，減小火焰半徑計(jì)算誤差，故提出本方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種層流火焰圖片輪廓缺失點(diǎn)的補(bǔ)償方法的方法，為能更有效的排除點(diǎn)火電極以及火焰厚度對(duì)火焰邊緣輪廓的影響以及由于火焰圖片輪廓缺失對(duì)火焰半徑的影響，從而為獲得更加精確的火焰半徑提供理論與算法支持；且有利于后續(xù)基于層流火焰半徑數(shù)據(jù)分析得到更高精度的層流火焰燃燒特性，進(jìn)而為湍流火焰特征研究提供數(shù)據(jù)支撐。技術(shù)方案如下：

一種層流火焰圖片輪廓缺失點(diǎn)的補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

步驟1：對(duì)某一初始條件下實(shí)驗(yàn)得到的火焰紋影圖片進(jìn)行預(yù)處理，得到不同時(shí)刻下的火焰輪廓圖；

步驟2：根據(jù)火焰輪廓圖，得到不同時(shí)刻下的火焰邊緣輪廓點(diǎn)，以及對(duì)應(yīng)時(shí)刻下的火焰圓心(x₀,y₀)與各角度下的火焰半徑R_i；

步驟3：以所述火焰圓心(x₀,y₀)為原點(diǎn)，取橫坐標(biāo)負(fù)半軸角度為0°，建立二維坐標(biāo)系；

步驟4：繪制二維的火焰半徑隨角度變化趨勢(shì)圖，對(duì)整個(gè)區(qū)間內(nèi)火焰半徑變化影響較大的角度下的火焰半徑數(shù)據(jù)點(diǎn)標(biāo)注為紅色，初步確定其為點(diǎn)火電極的影響范圍；

步驟5：對(duì)火焰半徑隨角度變化趨勢(shì)圖進(jìn)行初步處理；

步驟6：對(duì)受點(diǎn)火電極影響區(qū)域附近紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行擬合并填補(bǔ)空位；

步驟7：按步驟6的方法對(duì)其余時(shí)刻的火焰半徑隨角度變化趨勢(shì)圖進(jìn)行操作，并將結(jié)果匯總，得到所有位于受點(diǎn)火電極影響區(qū)域內(nèi)空位都被填補(bǔ)的匯總火焰半徑變化趨勢(shì)圖；

步驟8：對(duì)非受點(diǎn)火電極影響區(qū)域內(nèi)的紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)區(qū)域內(nèi)空位進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)；

步驟9：對(duì)匯總火焰半徑變化趨勢(shì)圖內(nèi)不可信數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行切除；