基于湍流气体火焰热图像特性的温度分布

利用数字图像计算机技术，开发出一套对火争热图像的实时采集与测量系统，在小型火焰试验台上，对湍流火焰的热图像特性进行了试验与理论研究，获得了湍动燃烧图像特性的变化规律，提出了用解决火焰热图像特性与温度分布映射关系的单色基准温度标定法，并探索了此方法用于三维温度场时，由于辐射叠加所造成的温度失真的修正方法。     

基于光场分层成像的火焰三维温度场测量

为了实现瞬态火焰的三维温度场的测量,提出了一种基于光场分层成像技术的火焰温度场测量方法.利用光场相机通过一次曝光,将各个聚焦平面的信息储存在一张原始光场图像上,通过光场重聚焦技术获得了不同聚焦面的火焰图像序列,结合图像反演算法得到了高精度、实时性的火焰各断层图像,进而实现三维温度场分布的重建.建立了基于光场分层成像技术的火焰温度测量系统,实现对火焰三维空间上4个断层面的温度场重建.结果表明,重建的第1,4层的火焰面积较小,低温区域位置较低,第2,3层的火焰面积较大,低温区域位置较高;每层的火焰分布都是中部边缘处温度最高,且各层的火焰分布之间有明显差别.火焰重建实验结果符合燃烧火焰的外形结构和内部的温度分布结构,证明了此方法的可行性.     

基于AUTOCAD的三维重构的一种算法

基于AUTOCAD，利用ADS开发系统，提出并实现了一种二维CAD图形的三维重构的有效算法。其基本思想是先将二维CAD图形进行分解，然后通过AME扫描运算及布尔集合运算构造出三维CAD模型。     

用联合代数迭代技术重建三维温度场

通过计算机模拟运算并结合温度场的先验知识，研究了将联合代数迭代技术用于全息干涉计量三维折射率场时的重建精度与视角范围、视角方向的关系以及误差与迭代次数的关系。得出只要选择合适视角方向，小视角范围的干涉条纹数据也能获得满意重建图像的结论。以火焰为例，验证了一个截面的火焰温度分布。     

基于辐射光谱的对冲扩散火焰碳烟温度和体积分数的测量实验研究

对冲扩散火焰是研究碳烟生成特性的理想平台，温度是碳烟生成的重要影响因素，碳烟体积分数是衡量碳烟生成率的重要指标，因此对冲火焰中碳烟温度和体积分数的准确测量对于开发减少碳烟排放策略至关重要。文章基于碳烟多光谱辐射(soot spectral emission, SSE)方法同步测量对冲火焰中的碳烟温度和体积分数。考虑到对冲火焰空间尺度小，需要较高测量空间分辨率和位置精度的特点，开发一种用于对冲火焰精准测量定位的方法，有效地提高实验测量的位置精度；同时建立一套基于热电偶的光谱响应函数原位标定系统；最后使用SSE方法对常压环境不同工况下乙烯对冲扩散火焰的碳烟温度和体积分数进行测量。测量结果验证了对冲火焰碳烟温度场和浓度场的准一维性质；通过与消光法实验数据和采用详细化学反应机理的数值计算结果的对比，验证了SSE方法测量对冲火焰中碳烟温度及体积分数分布的可行性。     

石英玻璃窗对火焰温度测量影响的数值分析

在用辐射测温法研究多孔介质燃烧器中火焰温度分布时，因石英玻璃窗不能透过热象仪所能响应的火焰红外辐波段，而不能直接测出玻璃内侧的火焰温度。该文通过对石英玻璃（属半透明介质）内热传导与热辐射耦合，边界为对流换热的数值计算，研究了石英玻璃内、外表面分布的变化规律的相应关联式，从而由所测石英玻璃外表面温度分布推算出内侧多孔介质表面层的火焰分布，这种消除玻璃对测量影响的方法具有一定的实用意义。     

中国空间站燃烧科学实验柜火焰温度及碳烟体积分数地面重建

基于双色法和Tikhonov正则化算法,应用燃烧科学实验柜科学实验系统开展乙烯扩散火焰二维和三维温度及碳烟体积分数分布重建实验,以期为将来的微重力-常重力燃烧对比实验提供技术支持和地面数据。研究结果表明：火焰温度的计算误差约为3.03%,碳烟体积分数的计算误差约为3.86%;火焰温度沿径向先升高后降低,其峰值出现在靠近火焰边缘的位置;火焰上游处的碳烟体积分数分布呈中心低、四周高的趋势,而火焰下游的碳烟体积分数峰值则出现在火焰中心区域;依据SN571、SN610和SN573光学诊断设备采集的图像信息重建的峰值温度分别为1 942、1 954和1 981 K,最高碳烟体积分数分别为11.34×10^-6、11.23×10^-6和11.02×10^-6;三维重建的温度和碳烟体积分数分布与二维重建的分布一致,三维重建出的火焰峰值温度约为1 900 K,最高碳烟体积分数约为10.60×10^-6。     

三维曲面重构技术

针对主动式光学三角法原理的线结构光三维视觉测量系统采集得到的大量散乱数据，研究了一种结合三角Bezier曲面造型和传统NURBS曲面造型技术的实用曲面重构算法，同时给出了多视图数据的曲面匹配算法。     

光栅投影式测量点云数据的曲面重构技术

提出了一种通过光栅投影式测量方法所得结果来获取新的按明暗变化规律分布的三维点群方法．它包括对被测物体进行三维几何模型重构、对被测物体的普通图像进行抖动处理以及将抖动所得图像中的白色像素点向重构的曲面进行投射三个主要步骤．分析了该方法面临的关键问题——线状分布原始三维测量点的曲面重构，提出了一种基于线状分布原始三维测量点的三角片几何模型重构算法，算法简单，可以确保生成性状良好的三角片对曲面进行拟合，并且能够避免出现曲面裂口，从而使曲面连续、光顺．     

基于彩色CCD的三色法测量炉膛火焰温度场分布

根据三色测温法原理,利用彩色CCD摄像机所摄取的火焰图象中的彩色分量,运用数字图象处理技术重建燃烧火焰的温度场分布,并对测量火焰温度的两大误差来源进行了分析和校正处理.     

混合式声有限形式衍射层析重建算法及其数值模拟

应用了一种声衍射层析术的新型重建算法——形式参数展开法。通过反射及透射声场的数据来重建散射体模型。形式参数展开法是一种具有有限形式的非微扰解析方法，与现有其它算法相比，在相同散射强度下，此法显著降低了相对误差，提高了层析图的分辨率，又避免了大量的计算。文中还同时应用了反射及透射声场数据进行了有限形式衍射层析数值模拟，计算结果显示了形式参数展开法的上述优越性及目前尚存在的问题。     

Luminous Flame Temperature Distribution Measurement Using the Emission Method

IntroductionTheluminousflametemperaturedistributionmustbeaccuratelyknownforresearchoncombustionmechanisms,burnout,andpollutioncontrol,andforthedesignandoptimizationofallsortsofcombustionequipment.Moderncomputertomography(CT)technologyprovidesabasisforthemeasurementofthree-dimensionalflametemperaturedistributions.CTtechnology,whichcanmeasurethetemperaturedistributioninsideabody,includesfourmethods:theinterferencemethod,thebeam-deflectionmethod,theabsorptionmethod,andtheemissionmethod.Sincethe…     

复杂温度场图像重建算法实验研究

在声学法燃煤锅炉炉膛火焰温度场重建中,重建算法是实现温度场重建的关键.提出一种新的复杂温度场图像重建算法,通过在温度场重建中加入先验信息矩阵,实现在较少声波飞行时间测量数据下的复杂温度场图像的重建.用该算法结合所研制的实验系统对实际燃烧火焰温度场进行了重建实验,给出了实验结果.实验结果表明,该算法可实现复杂温度场图像重建.     

光谱层析成像法重建温度场

介绍一种用高速分层摄像控制系统重建火焰温度场的方法。连续的三维发光体可以看成若干个互相平行的二维发光断层的组合 ,对发光体某断层进行聚焦摄像 ,得到的图像是该断层的高斯像和其它断层的离焦像的叠加像。对不同断层分别快速聚焦摄像 ,得到一组辐射图像 ,采用图像反演算法 ,可以重建各断层的原始图像 ,运用彩色三基色测温方法 ,处理所得到的原始图像 ,即可建立火焰的三维温度场。通过蜡烛火焰的试验 ,验证了该方法的可行性     

普遍声逆散射微扰论与形式参数展开法

使用第一作者提出的形式参数展开法给出了在Ｂｏｒｎ 和Ｒｙｔｏｖ 变换下的有限形式声衍射层析成像理论算法．所给出的Ｂｏｒｎ 变换下的有限形式重建公式对散射体的要求比较松,适用于一类中强散射情况,而且计算量也不大．Ｒｙｔｏｖ 变换下的有限形式重建公式,因涉及广义散射,所以Ｓｏｍ ｍ ｅｒｆｅｌｄ 辐射条件不再成立,用它进行重建仍有很大困难．本文还给出了单频任意波阵面入射波情况下更普遍逆散射微扰论,包括Ｒｙｔｏｖ 变换下积分形式声逆散微扰理论．     

基于Reflected Sigmoid径向基函数插值的温度场重建算法

声学法测温在特殊的温度场环境中有良好的应用,主要是利用有限的超声波传播路径上的飞行时间重构出连续分布的温度场.现有的温度场重建算法中最小二乘法是最常用的方法,但其重建后的温度场会出现边缘信息缺失的现象.针对这一问题,提出在最小二乘法确定温度矩阵的基础上,结合Reflected-Sigmoid函数进行插值,实现了二维平面温度场的无缺失重建.通过两种典型的单峰温度场模型的重建结果及误差分析表明,在补全温度场边缘的条件下,单峰对称温度场的均方根百分误差在1.6%,单峰偏斜温度场的均方根百分误差在3.5%,取得了很好的重建效果.     

射流火焰温度场广义随机分布模型的迭代学习控制

为实现射流火焰温度场的控制性能,采用随机分布控制理论实现了射流火焰温度场的建模及其迭代学习控制. 采用高斯函数作为输出概率密度函数逼近的基函数,用广义系统状态空间模型建立系统模型,模型的独立状态数量与系统实际的动态阶次一致. 采用随机分布预测控制算法实现单批次的控制,在每个批次控制完成后,采用牛顿法优化基函数参数,给出了射流火焰温度场迭代学习控制的仿真结果. 通过迭代学习优化了广义随机分布系统模型参数,提高了火焰温度场分布控制性能指标.      

A reconstruction of the initial conditions of the universe by optimal mass transportation

Reconstructing the density fluctuations in the early Universe that evolved into the distribution of galaxies we see today is a challenge to modern cosmology. An accurate reconstruction would allow us to test cosmological models by simulating the evolution starting from the reconstructed primordial state and comparing it to observations. Several reconstruction techniques have been proposed, but they all suffer from lack of uniqueness because the velocities needed to produce a unique reconstruction usually are not known. Here we show that reconstruction can be reduced to a well-determined problem of optimization, and present a specific algorithm that provides excellent agreement when tested against data from N-body simulations. By applying our algorithm to the redshift surveys now under way, we will be able to recover reliably the properties of the primeval fluctuation field of the local Universe, and to determine accurately the peculiar velocities (deviations from the Hubble expansion) and the true positions of many more galaxies than is feasible by any other method.     

基于AT的锅炉燃烧温度场重建算法研究

为了监控燃烧状态,实现炉内温度分布的测量,提出了一种基于声学层析成像法（AT）的三层递进式网格化温度场重建算法. 该算法在最小二乘法（LSM）确定稀疏网格温度信息的基础上,利用最小二乘支持向量机（LSSVM）建立温度场的细密网格模型描述, 同时为了进一步提高重建精度,LSSVM重建模型的参数通过差分进化算法（DE）进行整定（简称为LLD算法）,从而建立整个待测温度场的细致温度描述. 通过对东方锅炉厂提供的三种不同类型的温度场进行重建,结果及误差分析表明LLD算法可以对待测燃烧区域温度分布信息进行全局性的描述,能实现温度场的高精度重建.