融冰沿气槽结构超疏水斜面下滑的解析数值分析

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作者 王昊利 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1595-1605,共11页

文章提出了融冰沿气槽结构超疏水表面顺向下滑过程的物理几何模型.对融冰层液膜微剪切流进行分析,利用超疏水壁面“黏-滑”边界条件建立了微剪切流场的双Fourier级数方程,求得解析数值解,在此基础上研究了融冰层液膜微剪切流的速度分布... 文章提出了融冰沿气槽结构超疏水表面顺向下滑过程的物理几何模型.对融冰层液膜微剪切流进行分析,利用超疏水壁面“黏-滑”边界条件建立了微剪切流场的双Fourier级数方程,求得解析数值解,在此基础上研究了融冰层液膜微剪切流的速度分布及冰层下滑速度与超疏水表面气槽占比(a)、斜面倾角(α)以及融冰层液膜厚度(δ)之间的定量规律.研究结果表明,融冰层越薄或空气槽占比越大,融冰层微剪切流场偏离平板剪切流越显著;三相接触线处滑移速度梯度发生突变并达到峰值;a,α与δ的增大均会导致冰层超滑速度非线性增加,融冰层厚度增大到1之后超滑速度趋于渐近解析解函数.基于所取的参数值,a=0.95,δ=0.2以及a=0.9,δ=0.1时,由超疏水壁面结构导致的冰层下滑速度增量相对于总下滑速度的占比超过60%,此时冰层下滑速度主要来自超滑速度的贡献.文章的研究为当前超疏水除冰应用中的相关流体物理过程提供了参考. 展开更多

关键词 融冰 超疏水斜面 气槽 顺向下滑 超滑速度

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Micro-PIV技术-粒子图像测速技术的新进展 被引量：31

2

作者 王昊利 王元 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期77-90,共14页

Micro-PIV是近年来发展起来的一种微尺度流动测速技术.它是传统PIV测量与光学显微技术相结合的一种整场、瞬态、定量测量方法,其基本测速原理与传统PIV相同,但在示踪粒子选择、图像获取和处理等方面两者存在较大差别.Micro-PIV突破了传... Micro-PIV是近年来发展起来的一种微尺度流动测速技术.它是传统PIV测量与光学显微技术相结合的一种整场、瞬态、定量测量方法,其基本测速原理与传统PIV相同,但在示踪粒子选择、图像获取和处理等方面两者存在较大差别.Micro-PIV突破了传统微尺度流体力学测量手段的局限性,使得对微尺度流动元件的研究从过去只能给出流量、阻力特性等有限信息逐步转向对全流场内流结构的直接测量上,并且达到了相当高的分辨率和测量精度.本文对近几年Micro-PIV技术发展状况进行了总结和分析,论述了Micro-PIV技术与传统PIV的主要区别以及具体的处理技术,反映了其在科学与工程中的应用,并对此项技术的发展作了展望. 展开更多

关键词 微尺度 粒子图像测速技术 PIV 流体力学 内流 示踪粒子 光学 测量手段 传统 科学

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微通道内流的微尺度粒子图像测速技术实验研究 被引量：10

3

作者 王昊利 王元 邢丽燕 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1355-1359,共5页

采用微流动粒子图像测速技术Micro-PIV对0.4-0.8 mm的方形截面微通道流场进行了研究.实验选取3μm的荧光染色微球作为示踪粒子,使用532 nm激光、12位灰阶电荷耦合器件（CCD）相机及10倍显微物镜得到粒子图像.通过背景噪声处理技术提高... 采用微流动粒子图像测速技术Micro-PIV对0.4-0.8 mm的方形截面微通道流场进行了研究.实验选取3μm的荧光染色微球作为示踪粒子,使用532 nm激光、12位灰阶电荷耦合器件（CCD）相机及10倍显微物镜得到粒子图像.通过背景噪声处理技术提高了图像信噪比,并采用系综相关及回归算法得到了微通道截面的速度分布,测量的空间分辨率达到23.68μm×23.68μm×15.64μm.为了消除壁面随机粗糙分布的影响,采用沿流向进行空间平均方法得到了充分发展的方形截面微通道速度分布.将测量结果与方形截面理论幂函数速度廓线进行比较发现：微通道近壁区流场受到扰动的强弱和流道尺寸直接相关,除近壁区外的大部分区域速度分布与矩形截面流道理论速度分布符合良好. 展开更多

关键词 Micro-PIV技术 微通道 速度分布

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平板微通道壁面粗糙度对流场影响的摄动分析 被引量：6

4

作者 王昊利 王元 刘江 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期540-543,550,共5页

选取相对粗糙度作为小参数建立了平板微通道流动的摄动方程组,采用傅里叶分析结合数值方法进行求解.计算结果表明:影响流场结构的主要因素为相对粗糙度和粗糙曲线的空间波数.当保持波数不变,增加壁面相对粗糙度时,无量纲流函数扰动峰值... 选取相对粗糙度作为小参数建立了平板微通道流动的摄动方程组,采用傅里叶分析结合数值方法进行求解.计算结果表明:影响流场结构的主要因素为相对粗糙度和粗糙曲线的空间波数.当保持波数不变,增加壁面相对粗糙度时,无量纲流函数扰动峰值将增大,而流场受扰区域不发生变化;当保持相对粗糙度不变,减小空间波数时,流函数扰动峰值和流场受扰区域都将增大;近壁区流场中存在明显的涡结构,涡结构的出现使得流场内部的黏性耗散作用增强,因此导致相同条件下微通道层流的流动损失高于大尺度流动时的阻力损失. 展开更多

关键词 摄动分析 微通道 粗糙元 流场结构

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非结构化四面体网格生成方法及改进 被引量：6

5

作者 王昊利 王元 岳斌佑 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2006年第1期58-62,共5页

对生成三维非结构化网格的D e launay方法进行了分析,给出四面体网格生成的基本步骤.改进判断非结构化网格质量的方法,提出采用四面体单元无量纲棱长的标准差对网格质量进行评价.对于已经生成的初始化网格,在棱长标准差最大的四面体单... 对生成三维非结构化网格的D e launay方法进行了分析,给出四面体网格生成的基本步骤.改进判断非结构化网格质量的方法,提出采用四面体单元无量纲棱长的标准差对网格质量进行评价.对于已经生成的初始化网格,在棱长标准差最大的四面体单元内加入新点重新构造网格,反复进行迭代直到所有的标准差小于设定值.该方法比较灵活且易于实现.通过不同的算例对网格生成及改进方法进行了验证,获得了理想的结果. 展开更多

关键词 非结构化网格 四面体单元 Delaunay方法 标准差

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微通道水流量的显微可视化测量 被引量：3

6

作者 王昊利 王元 《计量学报》 CSCD 北大核心 2009年第1期25-28,共4页

采用显微粒子图像测速技术（M icro-PIV）获取全场速度分布的基础上测量了水力直径为0.4 mm的长直微通道内的水流量。实验采用532 nm波长的双脉冲激光对粒径为3μm的荧光粒子进行照明，通过在电荷耦合器件（CCD）相机前加装10倍显微物... 采用显微粒子图像测速技术（M icro-PIV）获取全场速度分布的基础上测量了水力直径为0.4 mm的长直微通道内的水流量。实验采用532 nm波长的双脉冲激光对粒径为3μm的荧光粒子进行照明，通过在电荷耦合器件（CCD）相机前加装10倍显微物镜，获取具有较高空间分辨率的粒子运动图像。利用位移求解算法得到雷诺数分别为100和200时的通道中位面的速度场分布。结果表明，除近壁区外，通道内中位面速度分布与方形截面理论速度廓线一致。由此利用方形通道的层流解析表达式获得不同位置处的截面流量的离散分布值，对其求算数平均获得通道水流量。 展开更多

关键词 计量学 微通道 微流量 显微粒子图像测速技术 速度场

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微小通道沿程压力测量方法研究 被引量：2

7

作者 王昊利 汪兵 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2017年第6期56-61,共6页

设计并搭建了一套微小通道沿程压力的测量系统,包括PMMA通道和压力方腔、微应变传感器及多通道应变仪等。利用注射泵的推进方法提供微通道静压,采用FCO510型高精度微差压计的测量值作为标准压力,通过多通道应变仪测量微通道方腔中各个... 设计并搭建了一套微小通道沿程压力的测量系统,包括PMMA通道和压力方腔、微应变传感器及多通道应变仪等。利用注射泵的推进方法提供微通道静压,采用FCO510型高精度微差压计的测量值作为标准压力,通过多通道应变仪测量微通道方腔中各个应变片的应变值,从而建立标准压力和应变之间的标定函数。分别对3种微压芯片在80、70、60及50mL/min等4种不同流量下的压力分布进行了测量,压力分布具有良好的线性规律。不确定度分析表明压力误差的相对扩展不确定度范围为0.15%~6.82%,测量结果的有效性和可靠性较高。 展开更多

关键词 微小通道 沿程压力 应变测量 不确定度

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基于粒子图像叠加方法的微柱群绕流流场测量 被引量：2

8

作者 王昊利 徐明 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期59-65,共7页

分析了相关深度对Micro-PIV速度场测量的影响,说明采用低密度粒子图像叠加技术能够有效减小相关深度,提高速度测量的准确性。将该方法应用于微柱群绕流流场的分层测量,雷诺数分别取0.8~3.6,在此基础上计算了空间平均速度。将分层速度场... 分析了相关深度对Micro-PIV速度场测量的影响,说明采用低密度粒子图像叠加技术能够有效减小相关深度,提高速度测量的准确性。将该方法应用于微柱群绕流流场的分层测量,雷诺数分别取0.8~3.6,在此基础上计算了空间平均速度。将分层速度场和平均速度廓线与采用平均相关技术获得的结果进行了比较。结果表明,采用低密度粒子图像叠加方法获得的全场绕流速度分布更为合理,通道底部和顶部近壁区的平均＂伪滑移速度＂分别减小了22.7%和17.2%,通道中心平均速度峰值增加了5.2%。 展开更多

关键词 显微粒子图像测速技术 图像叠加法 微柱群绕流 分层测量

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不同地形条件下微灌系统的计算机仿真研究 被引量：2

9

作者 王昊利 王元 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期191-192,共2页

不同地形条件下微灌系统的设计一直是广受关注的问题,该文研究并开发了适应不同地形条件下微灌系统的计算机仿真程序。利用曲面生成方法及实测标高数据获得地貌图形,输入管网位置参数进行管线布置的设计并计算管线各点标高,在此基础上... 不同地形条件下微灌系统的设计一直是广受关注的问题,该文研究并开发了适应不同地形条件下微灌系统的计算机仿真程序。利用曲面生成方法及实测标高数据获得地貌图形,输入管网位置参数进行管线布置的设计并计算管线各点标高,在此基础上计算机自动完成微灌管网参数和水力平衡计算。为了验证程序的可靠性,对一个已有设计的平坦地块果园滴灌系统进行了模拟和计算,模拟结果与原设计吻合良好。给出了一个复杂地貌条件下微灌管网沿地势变化的仿真设计实例,水力分析表明系统所需水头以及管网节点的压力调节范围均大于对平坦地块的要求。 展开更多

关键词 地形条件 管网系统 计算机仿真

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基于纳米颗粒群布朗运动图像分析的微流体温度测量算法 被引量：1

10

作者 王昊利 杨蒙 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期112-116,共5页

为解决传统测温技术在微流体温度场测量中的困难,发展了基于纳米颗粒群布朗运动图像分析的微流体温度测量算法.利用显微颗粒图像测速技术及互相关算法获得因布朗运动引起的纳米颗粒群互相关函数峰值扩散系数.对250nm颗粒的模拟结果表明... 为解决传统测温技术在微流体温度场测量中的困难,发展了基于纳米颗粒群布朗运动图像分析的微流体温度测量算法.利用显微颗粒图像测速技术及互相关算法获得因布朗运动引起的纳米颗粒群互相关函数峰值扩散系数.对250nm颗粒的模拟结果表明,因颗粒布朗运动产生的绝对系综相关函数峰值面积大于不发生布朗运动的情形.相关峰值扩散系数随流体绝对温度的增加呈近似线性递增,与Einstein-Stokes公式给出的规律一致.在一定的颗粒浓度范围内,对于相同像素的判读域,峰值扩散系数随绝对温度线性增加规律基本保持不变.对于不同像素的判读域,相关峰值扩散系数变化范围不同,但拟合直线的斜率在3.03×10-4~4.28×10-4,线性规律无明显变化. 展开更多

关键词 微流体温度测量 纳米颗粒群 布朗运动 显微颗粒图像测速技术 绝对系综相关函数

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滑移流条件下纳米粒子布朗运动的Stokes-Einstein扩散关系

11

作者 王昊利 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1156-1159,1164,共5页

采用低雷诺数流理论中的奇点叠加法对做平移和旋转的纳米粒子运动规律进行了研究,推导出了适用于滑移流区域的Stokes阻力和旋转阻力矩公式,并在此基础上建立了平移和旋转运动的Stokes-Einstein扩散关系式.理论分析表明,滑移流条件下粒... 采用低雷诺数流理论中的奇点叠加法对做平移和旋转的纳米粒子运动规律进行了研究,推导出了适用于滑移流区域的Stokes阻力和旋转阻力矩公式,并在此基础上建立了平移和旋转运动的Stokes-Einstein扩散关系式.理论分析表明,滑移流条件下粒子运动的阻力和阻力矩小于经典式无滑移理论解,相应的粒子扩散系数高于无滑移问题的解,说明在滑移流条件下粒子扩散能力有所增强,且增强程度与努森数Kn直接相关,其值越大增强效果越显著.推导的关系式适用于描述低浓度无界液体或气体中的粒子运动,可应用于化工、环境、选矿和生物力学等领域. 展开更多

关键词 纳米粒子 滑移流 布朗运动 扩散关系

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圆柱绕流的流场特性及涡脱落规律研究 被引量：33

12

作者 涂程旭 王昊利 林建忠 《中国计量学院学报》 2008年第2期98-102,136,共6页

采用粒子图像测速技术对630、800及950三种雷诺数条件下的圆柱绕流场进行了实验，给出了圆柱下游沿流动方向4倍圆柱直径和垂直方向3倍圆柱直径区域内的速度场、涡量场以及涡脱落现象的时空演化规律．结果表明：圆柱尾流区域位于垂直方向... 采用粒子图像测速技术对630、800及950三种雷诺数条件下的圆柱绕流场进行了实验，给出了圆柱下游沿流动方向4倍圆柱直径和垂直方向3倍圆柱直径区域内的速度场、涡量场以及涡脱落现象的时空演化规律．结果表明：圆柱尾流区域位于垂直方向约1．5～2．5倍圆柱直径范围内，随着雷诺数增大，这一范围呈现缩小趋势，而主流对涡的拉伸和输运能力有所增强；涡脱落频率随雷诺数增大而增大，小雷诺数时能够较为完整地捕捉到涡生成、脱落、发展和耗散过程，由于PIV采集频率的限制，大雷诺数条件下涡脱落整个过程不易被完整捕捉到． 展开更多

关键词 圆柱绕流 粒子图像测速技术 速度场 涡量场 涡脱落

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基于MATLAB的滴灌毛管计算机分析 被引量：5

13

作者 张鸿雁 王昊利 王元 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 2004年第3期280-284,共5页

利用 MATLAB数值计算软件对毛管各管段建立的一组非线性方程组进行了求解 ,并采用 MATLAB语言集成开发环境编制了毛管水力分析程序 ,通过建立的人机交互界面实现了参数的设定与数据的分析 .结果表明 ,随坡度值增大 ,灌水均匀度先增后减 ... 利用 MATLAB数值计算软件对毛管各管段建立的一组非线性方程组进行了求解 ,并采用 MATLAB语言集成开发环境编制了毛管水力分析程序 ,通过建立的人机交互界面实现了参数的设定与数据的分析 .结果表明 ,随坡度值增大 ,灌水均匀度先增后减 ;提高毛管进口水头 ,灌水均匀度增加 ;随流态指数的增大 ,灌水均匀度递减速度加快 ;滴头间距越长 。 展开更多

关键词 滴灌 毛管 MATLAB 人机交互界面 灌水均匀度

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基于三维速度场构建的微流量测量方法研究 被引量：5

14

作者 韩巍 王昊利 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期413-420,共8页

采用微流体粒子图像测速仪(microscale particle image velocimetry,micro-PIV)对200μm宽、60μm深的长直通道三维速度场进行了非接触定量可视化测量,并在此基础上计算了通道内的微流量。实验采用二维分层速度场测量方法,将通道沿物镜... 采用微流体粒子图像测速仪(microscale particle image velocimetry,micro-PIV)对200μm宽、60μm深的长直通道三维速度场进行了非接触定量可视化测量,并在此基础上计算了通道内的微流量。实验采用二维分层速度场测量方法,将通道沿物镜景深方向划分为11个流体层,通过高精度的位移平台实现流体跨层粒子图像采集。分别针对64×64像素和32×32像素2种判读域,采用micro-PIV系综相关算法对流体层二维速度场进行分析,获得三维全场速度分布,在此基础上利用截面速度离散积分原理计算出截面微流量。实验结果表明,基于微流体粒子图像测速仪的三维速度场分析能够实现对微通道流量的精确测量。对于64×64像素判读域,输入流量在2.481～5.788μL/min范围的测量结果精度较高,最大相对误差为3.87%;对于32×32像素判读域,输入流量在3.307～8.269μL/min范围内均有较高测量精度,最大相对误差为3.69%,表明采用32×32像素判读域的流量测量精度总体上优于64×64像素判读域。 展开更多

关键词 微流量 微流体粒子图像测速仪 三维速度场

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基于低密度粒子图像叠加的Micro-PIV速度场测量 被引量：3

15

作者 徐明 王昊利 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期106-112,共7页

提出了一种基于低密度粒子图像的微流体粒子图像全场测速技术。经过背景噪声去除、阈值过滤、图像增强等图像预处理过程,获得了高质量的低密度荧光示踪粒子图像。对100对图像进行图像叠加处理,得到了满足互相关算法求解二维速度场的高... 提出了一种基于低密度粒子图像的微流体粒子图像全场测速技术。经过背景噪声去除、阈值过滤、图像增强等图像预处理过程,获得了高质量的低密度荧光示踪粒子图像。对100对图像进行图像叠加处理,得到了满足互相关算法求解二维速度场的高密度叠加粒子图像。针对宽度为250μm,深60μm的长直微通道开展了覆盖全场不同流体层平面的二维速度测量,并利用多个流体平面的二维速度场实现了微通道内全场速度的构建。研究结果表明:由于图像叠加法去除了像径大但灰度低的背景粒子图像,采用互相关分析能够准确获得分层二维速度场,所构建的全场速度场正确反映了长直微通道内流流场特征。 展开更多

关键词 低密度粒子图像 微流体粒子图像测速技术 图像叠加 速度场测量

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不同温度亚微米粒子扩散运动的实验研究 被引量：2

16

作者 杨蒙 王昊利 韩巍 《中国计量学院学报》 2010年第4期305-309,331,共6页

利用Micro-PIV/PTV技术对不同温度下的方形槽内520 nm粒子的扩散运动进行了实验研究.采用PIV/PTV混合算法,计算得到了时间间隔为30 ms的相邻帧图像中示踪粒子的位移,由此计算出示踪粒子位移平方的对数分布与空间均方位移.结果表明,相同... 利用Micro-PIV/PTV技术对不同温度下的方形槽内520 nm粒子的扩散运动进行了实验研究.采用PIV/PTV混合算法,计算得到了时间间隔为30 ms的相邻帧图像中示踪粒子的位移,由此计算出示踪粒子位移平方的对数分布与空间均方位移.结果表明,相同温度不同时刻粒子位移分布基本一致,粒子位移平方的对数分布于-17～-11之间,呈现类正态分布特征.粒子的空间均方位移值随着温度的升高而线性增大,表明粒子的扩散能力随温度的升高逐渐增强. 展开更多

关键词 亚微米粒子 扩散运动 空间均方位移

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微柱群多孔介质内部流场的实验研究 被引量：2

17

作者 王鹏伟 王昊利 翟美红 《中国计量学院学报》 2013年第4期387-392,共6页

用PDMS加工了5个宽2mm、深100μm、长4cm的微通道,其内部充满方形排列的微柱群形成多孔介质模型,采用微流体粒子图像测速仪(Micro-PIV)获得该多孔介质内速度场的分布,在此基础上计算了剪切应力,得到剪切应力场分布及其均方根.实验结果表... 用PDMS加工了5个宽2mm、深100μm、长4cm的微通道,其内部充满方形排列的微柱群形成多孔介质模型,采用微流体粒子图像测速仪(Micro-PIV)获得该多孔介质内速度场的分布,在此基础上计算了剪切应力,得到剪切应力场分布及其均方根.实验结果表明,速度分布具有较好的对称性,符合低雷诺数条件下的流动规律.速度值沿展向呈现类谐波的周期性变化规律,不同流向位置的速度幅值不同.靠近圆柱壁面的对称位置存在两条流线,其上流速保持不变.由剪切应力分布可看到近壁区存在较大速度梯度,剪切强度与雷诺数成正比,与孔隙率的三次方呈近似反比关系. 展开更多

关键词 微柱群 多孔介质 微流体粒子图像测速仪 速度场 剪切应力

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显微散焦粒子识别与追踪测速 被引量：1

18

作者 赵攀杰 王昊利 +1 位作者 汪兵 韩威俊 《计算机测量与控制》 2016年第8期298-300,303,共4页

根据三孔挡板散焦成像的原理,使用高速散焦显微粒子测速装置开展三维显微粒子追踪测速研究;在粒子散焦像识别的过程中利用了其对应三角模型相似的特点,通过散焦像斑灰度呈二维高斯分布特征计算其质心;在粒子三维位置测量算法分析的过程... 根据三孔挡板散焦成像的原理,使用高速散焦显微粒子测速装置开展三维显微粒子追踪测速研究;在粒子散焦像识别的过程中利用了其对应三角模型相似的特点,通过散焦像斑灰度呈二维高斯分布特征计算其质心;在粒子三维位置测量算法分析的过程中选择了多达29颗的样品粒子,对29组不同深度的数据采用线性拟合的方式进行粒子深度方向的标定,并用二元多项式对870组数据拟合获得了关于粒子平面位置漂移的补偿函数;针对长直微通道内雷诺数Re分别为0.05和0.1的流场进行了验证性测量,采用20×0.4显微物镜,使用高速CMOS相机对直径为2μm的粒子进行追踪;结果显示,计算出的示踪粒子速度分布与数值仿真曲线吻合良好。 展开更多

关键词 散焦成像 模型识别 粒子测速 三维追踪

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立体显微图像的三维微尺度测量方法研究 被引量：1

19

作者 麻程健 史飞 王昊利 《中国计量学院学报》 2013年第4期340-346,共7页

针对微小复杂产品表面形貌、几何特征、关键点等综合测量的要求,提出了基于立体显微图像的三维微尺度测量方法.利用立体显微镜及两台数字相机获得被测对象两个不同观测角度的显微图像,通过图像处理技术和几何原理计算得到被测对象的空... 针对微小复杂产品表面形貌、几何特征、关键点等综合测量的要求,提出了基于立体显微图像的三维微尺度测量方法.利用立体显微镜及两台数字相机获得被测对象两个不同观测角度的显微图像,通过图像处理技术和几何原理计算得到被测对象的空间三维信息,最终实现三维微尺度测量.为了验证所提出方法的有效性,以具有一定倾角的显微标定板为测量对象,在图像采集、滤波、二值化、边缘检测以及形心计算的基础上进行显微系统的标定,分别对左右各10个相同角度进行了实测.结果是相对误差均在3%以内,说明该测量方法可以获得较高的测量精度. 展开更多

关键词 立体显微镜 微尺度 三维测量 显微标定板

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不同粒径微米/亚微米颗粒布朗运动的实验研究 被引量：5

20

作者 翟美红 王昊利 赵攀杰 《中国计量学院学报》 2014年第3期291-295,共5页

利用显微粒子追踪测速系统(Micro-PTV)对四种不同粒径(2μm、1μm、0.71μm、0.52μm)的颗粒在纯水中的布朗运动进行了实验研究.使用波长为532nm的连续激光器、电子倍增CCD(EMCCD)相机以及放大倍率为63倍的显微物镜得到颗粒图像.对原始... 利用显微粒子追踪测速系统(Micro-PTV)对四种不同粒径(2μm、1μm、0.71μm、0.52μm)的颗粒在纯水中的布朗运动进行了实验研究.使用波长为532nm的连续激光器、电子倍增CCD(EMCCD)相机以及放大倍率为63倍的显微物镜得到颗粒图像.对原始图像进行处理,借助于Video Spot Tracker软件获得相邻两帧图像中示踪颗粒的单步位移,在此基础上计算颗粒在纯水中的实验扩散系数,分别为0.191μm2/s,0.391μm2/s,0.579μm2/s及0.746μm2/s.将计算结果与采用Stokes-Einstein公式计算的无限大空间单个颗粒理论扩散系数进行了比对,偏差在10%以内,实验值略小.实验结果能够正确反映微米(μm)/亚微米颗粒布朗运动的特征. 展开更多

关键词 布朗运动 微米/亚微米颗粒 显微粒子追踪测速 扩散系数

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