图像探针测量汽轮机湿蒸汽二次水滴参数方法研究

汽轮机中二次水滴粒径大,容易造成叶片水蚀,降低汽轮机效率.但由于其数量少,测量困难,加大了研究的难度.在众多测量方法中,图像法具有同时测量二次水滴粒径、速度、方向和湿度等参数的优点.采用图像探针测量二次水滴,利用镜头参数确定测量区,提出根据水滴图像的模糊程度来确定该水滴是否处于测量区内,处理测量区内二次水滴,得到其粒度、速度和湿度等参数.通过实验室研究,得出模糊程度和颗粒的关系,并经过湿蒸汽模拟实验,计算出喷雾水滴的粒度和体积浓度,验证了该处理方法的有效性,为二次水滴的测量提供了一种新的思路.     

石膏刨花板电镜图像微观结构的定量分析

运用电镜图像处理技术，对电镜图像进行预处理突出图像的关键细节；综合利用了图像增强、边缘检测、分割处理等技术对石膏刨花板电镜图像作局部或整体处理，提取了晶体的形态、尺寸、面积等图像信息；对石膏晶体的分层分布状态、石膏晶体在木质刨花表面的分布状况进行了分析，取得比较好的效果。     

三维高升力机翼水滴撞击特性数值模拟研究

基于分区多块结构网格体系,采用欧拉方法建立过冷水滴控制方程,通过有限体积方法对方程进行求解,发展了适合三维复杂外形飞机的水滴撞击特性计算方法和计算程序.通过二维单段翼型、多段翼型等算例对该方法的验证计算表明,在常规尺寸水滴算例中,水滴撞击特性计算结果与国外标准模型试验数据吻合良好.在此基础上,开展了三维高升力机翼水滴撞击特性数值模拟研究,分析表明计算结果可用于飞机防/除冰系统设计.     

液态泡沫铝合金泡孔长大与析液过程的数值模拟

建立了一个描述液态泡沫铝合金中气泡分布随时间变化的数学模型,其中同时考虑了气泡间气体扩散和析液过程的影响,即耦合求解泡沫尺寸分布方程和一维析液方程,从而得出泡沫中气泡孔径分布随时间的变化规律.通过与液态铝泡沫试验结果的对比验证了该模型的正确性.计算结果表明泡径随时间以指数规律增长,这与MacPherson等人新近的理论结果相符合.研究了初始液体体积分数、表面张力、亨利常数、扩散率等因素对泡沫尺寸分布演化的影响.结果表明:表面张力越大、亨利常数越大,泡沫尺寸演化过程越剧烈.     

视频和GIS协同的人群状态感知模型

针对监控视频在图像空间难以统一、宏观及真实量化人群状态的问题,提出了一种基于地理信息技术进行人群状态地图展示、量化分析及预警的方法.首先,通过摄像机厂商或标准视频流接口接入监控视频;然后,将视频图像调整为较小尺寸,采用光流法进行计算,获取图像空间下的光流场;最后,将各个监控视频相应的光流场映射至地理空间,即可在地图中观察人群运动状态,并可通过散点内插、等值线等进行分析,通过相关阈值的设置实现人群异常检测与预警.本文基于MATLAB、ArcGIS Engine、C#等技术,采集多个实验视频,并研发了基于GIS的人群状态感知原型系统,对相关算法进行了验证.结果表明,该方法相对于传统图像空间下的人群状态检测方法,具有人群运动可定位、可量测、可宏观观察和预警等优势.     

聚合物乳液的粒子形态

对两组分三相和三组分四相聚合物乳液体系的粒子形态进行了综述。两组分体系有５种粒子形态，三组分体系有２２种粒子形态。根据表面自由能最小原理，热力学因素决定乳液粒子的最可几形态，其中聚合物相间界面张力为控制乳液粒子形态的关键参数，动力学因素决定热力学最可几形态的实现程度。还讨论了影响乳液粒子形态的因素，并介绍了从实验观察到的四组分五相丙烯酸酯乳液体系的粒子形态。     

有机硅改性丙烯酸酯乳液聚合的乳化体系研究

研究了三种单体投入方式对有机硅改性丙烯酸酯乳液聚合稳定性及性能的影响.单体转化率、凝胶率及粒径分析结果表明,采取半连续种子乳液聚合方法最有利于硅丙乳液聚合,单体转化率达97％,凝胶率小于0.6％,平均粒径为100nm,且分布较窄．在此基础上进一步研究了复合乳化剂的配比及用量对乳液性能的影响,实验结果表明m(阴离子)/m(非离子)/m(两性)复合乳化剂体系配比为2：1：1且用量为4％时能够获得综合性能较好的乳液,且反应性乳化剂DNS-86可以随其他种类乳化剂一起全部加入反应体系．红外分析及透射电镜观察进一步表明在该最佳乳化剂体系条件下通过单体滴加方式能够获得形态规整、大小基本一致的硅丙乳液．     

红细胞形态特征的计算机图像处理研究

比较传统人工细胞形态观察和定量的操作方式，介绍了基于计算机图像处理和分析技术的有关红细胞形态特征定量的研究成果．并且展现了一套适用范围广、可作为红细胞图像的形态描述或细胞分类的图形特征参数——圆周率．同时，基于圆周率提供了一些较为适用的细胞形态特征值的算法(比如，多定位的图像获取、红细胞胞体形态的自动识别，以及对其进行的分类算法)．红细胞形态的算法或程序都基于VC ，不过该程序也可运用于其他用途．红细胞的染色采用瑞氏法(亚甲基蓝咿红)．介绍的红细胞形态计算机处理方法可提供有效的半自动红细胞形态特征的统计分析，可描述出群体细胞形态特征的分布曲线或不同细胞形状比率的数据．     

基于分块的压缩重建方法

图像的压缩重建是当前图像处理中的研究热点,本文提出了一种基于分块压缩的重建方法,该方法首先将图像分成尺寸相同的图像块,在一定的压缩比下各块独自完成SL0重建,最后将各图像块的重建结果拼接成整幅图像.图像块的尺寸与整幅图像的重建时间和质量有密切关系.块尺寸大,重建时间长;块尺寸小,块效应影响图像质量.文中对由尺寸较小图像块组成的重建图像进行维纳滤波,消弱了块效应并提高了图像视觉效果.仿真实验结果显示该方法具有重建时间短和压缩质量高的优势.     

谈谈“世界首个自主运动可变形液态金属机器”

<正>最近,比较受关注的一条科学新闻是:世界首台自主运动可变形液态金属机器出现了,据报道,中国科学院理化技术研究所和清华大学医学院联合研究小组在世界上首次发现了一种独特的现象和机制,即液态金属可在"吞食"少量物质后,以可变形机器形态长时间高速运动,实现了无需外部电力的自主运动。这为研制液态金属机器人等奠定了理论和技术基础。该成果发布后引起很多关注与讨论。许多媒体似乎都在暗示,机器人研究有了巨大进展,甚至可以考虑将《终结者III》里面那位能够干掉施瓦辛格的美女机器人变成现实。我对该研究内容很     

TritonX-100和十二醇对乳状液稳定性的影响

研究了非离子表面活性剂TritonX-100以及助表面活性剂十二醇对O／W型乳状液稳定性的影响．结果表明十二醇能与嘣tonx—100产生较好的协同效应,使乳状液更稳定,但当十二醇浓度增大到0．4％（质量分数）后,随十二醇浓度增大,乳状液稳定性略有下降．光学图像显示含有十二醇的乳状液体系液珠数量多,平均粒径小,液珠尺寸范围分布窄。     

煤油/水体系乳状液的制备及其稳定性研究

以Span80(山梨糖醇酐油酸酯)和Tween80(聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯)作为复配乳化剂,利用高速剪切法制备了含油率(v/v)为5%~50%的煤油/水乳状液.以油水分层效率和乳状液液滴的粒度分布及其平均粒径(D4,3)作为乳状液的稳定性评价指标,考察了HLB值、沉降时间、含油率、乳化剂含量、搅拌时间、搅拌转速对乳状液稳定性的影响.结果表明:在Span80-Tween80-煤油-水体系中,制备水包煤油乳状液的最佳复配HLB值为12.0:提高乳化剂的含量和油水比、延长搅拌时间、提高搅拌转速均可以降低乳状液的平均粒径(D4,3),减少油水分层效率,从而提高乳状液的稳定性,其中乳化剂含量对乳状液的稳定性影响最大.     

空气雾化钻井中液滴尺寸及其分布

本文讨论了空气雾化钻井中液滴大小的计算方法,分析了影响液滴尺寸的因素.发现液相和气相的相对速度、液体的衣面张力以及气体中液相的体积百分数足影响液滴尺寸的主要因素。     

直流电场下O/W体系中油滴的迁移行为及油水分离效果研究

首先利用电化学工作站和生物显微镜研究了直流电场下水包油（O/W）乳化体系中油滴的迁移行为,然后分析了电场强度、油滴粒径等因素对油滴迁移行为的影响规律,结果表明：直流电场下,油滴会发生定向迁移,但迁移过程中不会发生聚并;油滴迁移速率随着电场强度的增大而增大,随着平均粒径的减小而变小。直流电场可破坏油滴表面稳定的电荷结构,导致油滴表面电荷分布不均,从而促使油滴在电场中发生定向迁移,并在阳极表面发生破乳、聚并,实现与水相的分离。最后,对直流电场作用下乳化含油体系的油水分离效果进行了实验验证,结果表明,对初始含油量为89.2 mg/L的模拟乳化废水而言,在一定条件下进行处理后,其出水含油量低于5 mg/L,除油率高达95.3%。     

柴油、甲醇和水三组元乳化液滴微爆过程的研究

分别采用激光全息摄影技术和高速数字摄影技术观察了柴油、甲醇和水乳化液喷雾在高温高压（773K，3．1MPa）环境中发生微爆现象的瞬间和全过程，证实了微爆现象的存在．由于微爆机理的复杂性，尚难以用数学方法准确描述该过程．实验分析表明：若环境温度处于“最佳温度”范围内，乳化液滴表面首先形成“无水层”，液滴内部形成一个水滴的概率很小，可能形成几个相对较大的水滴，只要其中一个较大水滴的蒸汽压力大于液滴的表面张力和环境压力之和，液滴就有可能发生微爆，微爆不仅与液滴直径、组分的质量分数和组分间的沸点差等乳化液的本身特性有关，而且环境温度和压力的影响也不容忽视．该研究可以为乳化液喷雾微爆过程的数学模拟提供参考．     

基于ImagePy的水敏纸图像预处理及液滴参数测量

快速获取喷施农药后雾滴在水敏纸表面的沉积分布,对了解农药的田间分布情况有十分重要的意义.针对目前水敏纸图像处理软件缺少对水敏纸图像的旋转等预处理操作,以及将水敏纸图像先转换为灰度图像再进行分割而导致检测精度低的问题,基于ImagePy开发了一种可以快速准确检测雾滴尺寸及分布特性的水敏纸图像处理软件,该软件由一组自定义插件组成,可以对水敏纸图像进行自动检测并旋转,然后对水敏纸图像进行彩色图像分割,进而使用这些插件统计测量雾滴尺寸、分布、总雾滴数和雾滴密度等雾滴参数,并将检测结果保存在Excel表格中以便后续数据处理,通过与DepositScan软件进行比较,验证了本软件的有效性.实验结果表明,基于ImagePy的水敏纸图像预处理及液滴参数测量方法可提取试纸上94.117 6％以上的雾滴,较DepositScan软件准确率提升了6.770 7％.     

在线式PIV系统应用于旋流映流的研究

开发了一套在线式粒子图像测速系统（PIV）,并用水杯中水涡流实验验证了系统的可靠性。利用该系统研究了旋流喷嘴射流的液滴运动速度,在线得到喷雾流场的双脉冲曝光数字化图像,即时用系统软件的图像分析模块进行分析,得到旋流喷雾场的两维速度分布,但在喷嘴近区域内得到不合理的速度结果,原因是该区域内液体未雾化成液滴,滴滴速度都小于理论喷射速度,且沿喷射方向呈减小趋势,表明液体在破碎成液滴后速度一直衰减,旋流喷嘴射流轴线中心区域速度有一极小值,在叶雾锥边界附近有一速度极大值。     

新型电聚结器结构参数对液滴聚结特性的影响

设计包覆绝缘层的高压电极并加工4种新型静电聚结器,采用水/原油乳状液为试验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行观察和分析,探索电极层数、电极间距和电场强度等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度,提高电场作用时间有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;电极层数不同时,只要达到一定的电场强度均能促进液滴聚结,但多层电极处理量大,经济效益显著;极板间距较小时,能耗低但电场畸变严重,在满足工作场强的前提下可以适当增加电极间距;能耗受含水率、电极层数和极板间距等条件影响,综合考虑各因素可降低能耗。     

Colloidal ordering from phase separation in a liquid-crystalline continuous phase

Some binary mixtures exist as a single phase at high temperatures and as two phases at lower temperatures; rapid cooling therefore induces phase separation that proceeds through the initial formation of small particles and subsequent growth and coarsening. In solid and liquid media, this process leads to growing particles with a range of sizes, which eventually separate to form a macroscopically distinct phase. Such behaviour is of particular interest in systems composed of an isotropic fluid and a liquid crystal, where the random distribution of liquid-crystal droplets in an isotropic polymer matrix may give rise to interesting electro-optical properties. Here we report that a binary mixture consisting of an isotropic fluid and a liquid crystal forming the continuous phase does not fully separate into two phases, but self-organizes into highly ordered arrays of monodisperse colloidal droplet chains. We find that the size and spatial organization of the droplets are controlled by the orientational elasticity of the liquid-crystal phase and the defects caused by droplets exceeding a critical size. We expect that our approach to forming monodisperse, spatially ordered droplets in liquid crystals will allow the controlled design of ordered composites that may have useful rheological and optical properties.     

液滴尺寸与带电量关系的初步研究

利用电子探针传感器在不施加探针电压情况下,仍可测出气液两相流中的液滴粒度及其分布,这是由于气液两相物质的喷射流动作用造成液滴带电所致。如能得知液滴尺寸与其带电量的关系,对于液滴粒度及其分布的测量是十分重要的。本文提出一种液滴尺寸与其带电量的关系及其测试方法。