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组合发动机加力燃烧室火焰状态光学图像监测方法研究
1
作者
罗雨馨
曹振
+8 位作者
彭江波
杨超博
张樱娜
胡斌
朱涛
李晓晖
刘文备
亓金浩
于欣
《推进技术》
北大核心
2025年第1期228-236,共9页
为防止发动机在运行过程中出现熄火等异常现象,本文报道了一种基于光学图像的非接触式发动机火焰实时在线监测方法,并在组合发动机加力燃烧试验台上开展了试验验证。利用高速相机采集组合发动机加力燃烧室内火焰的OH*自发辐射图像,通过...
为防止发动机在运行过程中出现熄火等异常现象,本文报道了一种基于光学图像的非接触式发动机火焰实时在线监测方法,并在组合发动机加力燃烧试验台上开展了试验验证。利用高速相机采集组合发动机加力燃烧室内火焰的OH*自发辐射图像,通过内嵌在现场可编程逻辑阵列(Field Program-mable Gate Array,FPGA)板中的图像处理系统实时处理图像并提取表征燃烧状态的火焰特征,利用阈值判断算法实现火焰状态的在线监测,其响应时间最快约为25 ms。此外,研究发现在临近熄火阶段,火焰面积脉动加快,火焰强度波动加剧,监测系统的高灵敏性使其具有捕捉熄火特征的能力,有望在未来实现对熄火等异常燃烧状态的预警。
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关键词
OH~*自发辐射
燃烧诊断
发动机火焰监测
火焰特征提取
非接触测量
火焰状态识别
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职称材料
基于偏最小二乘法的甲苯荧光光谱温度测量
2
作者
韩明宏
于欣
+4 位作者
彭江波
杨超博
曹振
亓金浩
袁勋
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第4期947-952,共6页
温度作为流场的重要参数之一,实现流场温度的测量具有重要意义。甲苯作为激光诱导荧光中常用的示踪剂,由于其荧光强度对温度敏感,常用于流场温度测量。甲苯可以用于温度测量的主要原因是其荧光光谱随温度升高产生红移,而目前缺乏直接阐...
温度作为流场的重要参数之一,实现流场温度的测量具有重要意义。甲苯作为激光诱导荧光中常用的示踪剂,由于其荧光强度对温度敏感,常用于流场温度测量。甲苯可以用于温度测量的主要原因是其荧光光谱随温度升高产生红移,而目前缺乏直接阐明甲苯光谱与温度相关性的分析,通过对不同温度甲苯荧光光谱,使用偏最小二乘法分析建立温度和光谱之间的关联。光谱测量波长范围有效覆盖了甲苯整个荧光区间。使用266 nm激光作为甲苯的激发波长,测量35个不同温度下甲苯的荧光光谱,光谱测量累积100次以消除随机噪声。将35个温度点对应260~330 nm波长范围的光谱以6∶1比例分配到数据集和验证集中。使用数据集建立偏最小二乘模型时,模型的因子数设定为9,得到模型的决定系数为0.9922,数据的验证均方根误差为4.59 K,将验证集的数据应用于此模型中,得到预测结果的相对误差均小于1%,验证集的均方根误差为1.67 K。与实际的温度值具有较好的一致性,实验结果证明了利用偏最小二乘法通过甲苯荧光光谱进行温度测量的可行性。该模型的建立为流场温度测量的研究提供了新的思路和方法。使用模型得到的温度结果,可在不便原位标定的流场中作为温度测量的标定数据。
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关键词
激光诱导荧光光谱
温度测量
偏最小二乘
甲苯
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职称材料
超燃冲压发动机羟基/煤油-PLIF同步测量研究
被引量：
1
3
作者
武国华
于欣
+6 位作者
彭江波
曹振
高龙
韩明宏
袁勋
刘文备
亓金浩
《推进技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期219-226,共8页
应用一套500 Hz PLIF(Planar laser induced fluorescence)系统开展了煤油燃料超燃冲压发动机实验研究,实现了超燃冲压发动机燃烧室内火焰结构和煤油分布可视化测量。通过对OH-PLIF和煤油-PLIF同步测量方法分析,揭示了超燃冲压发动机煤...
应用一套500 Hz PLIF(Planar laser induced fluorescence)系统开展了煤油燃料超燃冲压发动机实验研究,实现了超燃冲压发动机燃烧室内火焰结构和煤油分布可视化测量。通过对OH-PLIF和煤油-PLIF同步测量方法分析,揭示了超燃冲压发动机煤油掺混燃烧振荡特性规律。利用PLIF图像的几何特征、强度特征和动态模态分解,分析了煤油掺混过程对火焰传播及燃烧特性的影响。研究表明,在煤油单独燃烧阶段,煤油主要分布在燃烧室上游。OH基受燃料分布的影响,在燃烧室内重复性地聚集和扩散,呈现破裂带状。动态模态分解结果表明,煤油掺混过程对燃烧振荡存在影响。
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关键词
超燃冲压发动机
燃烧室
平面激光诱导荧光
动态模态分解
可视化测量
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职称材料
题名
组合发动机加力燃烧室火焰状态光学图像监测方法研究
1
作者
罗雨馨
曹振
彭江波
杨超博
张樱娜
胡斌
朱涛
李晓晖
刘文备
亓金浩
于欣
机构
哈尔滨工业大学航天学院激光空间信息全国重点实验室
哈尔滨工业大学航天学院光电子技术研究所
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院大学航空宇航学院
江苏中科能源动力研究中心
出处
《推进技术》
北大核心
2025年第1期228-236,共9页
基金
国家自然科学基金(62305087
62175053)。
文摘
为防止发动机在运行过程中出现熄火等异常现象,本文报道了一种基于光学图像的非接触式发动机火焰实时在线监测方法,并在组合发动机加力燃烧试验台上开展了试验验证。利用高速相机采集组合发动机加力燃烧室内火焰的OH*自发辐射图像,通过内嵌在现场可编程逻辑阵列(Field Program-mable Gate Array,FPGA)板中的图像处理系统实时处理图像并提取表征燃烧状态的火焰特征,利用阈值判断算法实现火焰状态的在线监测,其响应时间最快约为25 ms。此外,研究发现在临近熄火阶段,火焰面积脉动加快,火焰强度波动加剧,监测系统的高灵敏性使其具有捕捉熄火特征的能力,有望在未来实现对熄火等异常燃烧状态的预警。
关键词
OH~*自发辐射
燃烧诊断
发动机火焰监测
火焰特征提取
非接触测量
火焰状态识别
Keywords
Spontaneous emission of OH*
Combustion diagnosis
Engine flame monitoring
Flame feature extraction
Non-contact measurement
Flame state recognition
分类号
V231.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
基于偏最小二乘法的甲苯荧光光谱温度测量
2
作者
韩明宏
于欣
彭江波
杨超博
曹振
亓金浩
袁勋
机构
哈尔滨工业大学光电子技术研究所
激光空间信息全国重点实验室
出处
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025年第4期947-952,共6页
基金
国家自然科学基金项目(62175053)
气动院高超声速气动力/热技术重点实验室创新项目(XFX20220103)资助。
文摘
温度作为流场的重要参数之一,实现流场温度的测量具有重要意义。甲苯作为激光诱导荧光中常用的示踪剂,由于其荧光强度对温度敏感,常用于流场温度测量。甲苯可以用于温度测量的主要原因是其荧光光谱随温度升高产生红移,而目前缺乏直接阐明甲苯光谱与温度相关性的分析,通过对不同温度甲苯荧光光谱,使用偏最小二乘法分析建立温度和光谱之间的关联。光谱测量波长范围有效覆盖了甲苯整个荧光区间。使用266 nm激光作为甲苯的激发波长,测量35个不同温度下甲苯的荧光光谱,光谱测量累积100次以消除随机噪声。将35个温度点对应260~330 nm波长范围的光谱以6∶1比例分配到数据集和验证集中。使用数据集建立偏最小二乘模型时,模型的因子数设定为9,得到模型的决定系数为0.9922,数据的验证均方根误差为4.59 K,将验证集的数据应用于此模型中,得到预测结果的相对误差均小于1%,验证集的均方根误差为1.67 K。与实际的温度值具有较好的一致性,实验结果证明了利用偏最小二乘法通过甲苯荧光光谱进行温度测量的可行性。该模型的建立为流场温度测量的研究提供了新的思路和方法。使用模型得到的温度结果,可在不便原位标定的流场中作为温度测量的标定数据。
关键词
激光诱导荧光光谱
温度测量
偏最小二乘
甲苯
Keywords
Laser-induced fluorescence
Temperature measurement
Partial least squares
Toluene
分类号
O433.4 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
超燃冲压发动机羟基/煤油-PLIF同步测量研究
被引量：
1
3
作者
武国华
于欣
彭江波
曹振
高龙
韩明宏
袁勋
刘文备
亓金浩
机构
哈尔滨工业大学航天学院可调谐激光技术国家重点实验室
哈尔滨工业大学光电子技术研究所
出处
《推进技术》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期219-226,共8页
基金
国家自然科学基金(62175053)
黑龙江省自然科学基金(LH2021F028)
+1 种基金
中央高校基本科研业务费专项资金(XNAUEA5740000221-05)
哈尔滨工业大学科研创新基金(HIT.NSRIF202245)。
文摘
应用一套500 Hz PLIF(Planar laser induced fluorescence)系统开展了煤油燃料超燃冲压发动机实验研究,实现了超燃冲压发动机燃烧室内火焰结构和煤油分布可视化测量。通过对OH-PLIF和煤油-PLIF同步测量方法分析,揭示了超燃冲压发动机煤油掺混燃烧振荡特性规律。利用PLIF图像的几何特征、强度特征和动态模态分解,分析了煤油掺混过程对火焰传播及燃烧特性的影响。研究表明,在煤油单独燃烧阶段,煤油主要分布在燃烧室上游。OH基受燃料分布的影响,在燃烧室内重复性地聚集和扩散,呈现破裂带状。动态模态分解结果表明,煤油掺混过程对燃烧振荡存在影响。
关键词
超燃冲压发动机
燃烧室
平面激光诱导荧光
动态模态分解
可视化测量
Keywords
Scramjet
Combustion chamber
Planar laser induced fluorescence
Dynamic mode decom⁃position
Visual measurement
分类号
V231.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
组合发动机加力燃烧室火焰状态光学图像监测方法研究
罗雨馨
曹振
彭江波
杨超博
张樱娜
胡斌
朱涛
李晓晖
刘文备
亓金浩
于欣
《推进技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于偏最小二乘法的甲苯荧光光谱温度测量
韩明宏
于欣
彭江波
杨超博
曹振
亓金浩
袁勋
《光谱学与光谱分析》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
超燃冲压发动机羟基/煤油-PLIF同步测量研究
武国华
于欣
彭江波
曹振
高龙
韩明宏
袁勋
刘文备
亓金浩
《推进技术》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
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