利用相位差分技术改善光学相干层析图像质量

针对光学相干层析成像（OCT）信号中的各种噪声项的干扰和微弱散射信号提取的困难，提出基于相位差分的光学相干层析成像（PD-OCT）. 首先利用相干参考臂中的纳米微调平台作为相位调制器获得相位调制参考光，然后光结合振镜扫描技术和CCD光谱采集的光谱相干层析技术（SDOCT），实现光学相干层析的相位差分成像.结果表明:相位差分技术可以准确实现青鳉鱼样品光学相干层析中的相位差分成像，弱散射信号增强337 dB,信噪比（SNR）增强58 dB，获得成像物体高信噪比的弱散射信号.     

投影栅三维形面测量中亚像素匹配算法

根据相位值寻找匹配点是投影栅三维形面测量系统的关键技术之一,匹配精度在一定程度上决定了系统最终的三维重建精度,而整像素匹配无法满足高精度三维形面测量的需要.根据相邻像素相位近似线性分布的特点,提出了一种基于相位线性插值的亚像素匹配算法.模拟实验表明: 应用该匹配算法后,三维重建测量精度有很大提高,匹配速度很快.验证实验显示: 应用该匹配算法后投影栅三维形面系统的测量精度可达0.03 mm, 能够满足一些高精度测量需求.     

彩色多普勒血流成像的工作原理与检查方法

彩色多普勒血流成像（Color Doppler Flow Imaging,CDFI）,又称二维多普勒,是在频谱多普勒（Spectral Doppler）技术基础上发展起来的利用多普勒原理进行血流显像的技术。它把所得的血流信息经相位检测、自相关处理、彩色灰阶编码,把平均血流速度资料以彩色显示,并将其组合,叠加显示在B型灰阶图像上。它较直观地显示血流,对血流的性质和流速在心脏、血管内的分布较脉冲多普勒更快、更直观地显示。对左向右分流血流以及瓣口返流血流的显示有独到的优越性。但对血流的定量不如脉冲波和连续波多普勒。     

层析γ扫描技术研究

层析γ扫描技术是放射性材料无损分析技术中最先进的分析技术之一,能够准确定量测量密闭容器内中、高密度非均匀介质中的放射性核素及其含量,它是核设施中可回收物以及核废物测量分析的主要方法.本文较先在国内开展了层析γ扫描技术的研究,对该技术所涉及的探测效率刻度、透射测量图像准确重建和发射测量图像快速重建三个关键技术进行了计算机模拟研究和实验研究.采用蒙特卡罗方法对层析γ扫描装置的探测效率进行刻度;针对透射测量图像重建,创建了一种新的图像重建算法;针对发射测量图像快速重建,提出线衰减校正因子的计算公式,并采用＂预运算＂方法,显著提高了发射图像的重建速度.计算机模拟研究和实验研究结果表明：应用本文提出的图像重建算法,层析γ扫描透射和发射图像重建值与参考值的相对均偏差小于10%,能够满足层析γ扫描装置的实际需要,更好地解决了层析γ扫描技术中的三个关键技术,为我国层析γ扫描装置的研制奠定了基础.     

提高多普勒雷达测速估计精度的方法

针对连续波多普勒雷达外弹道测速的特点,为了解决频率分辨率与采样频率影响多普勒雷达速度测量精度的问题,提出应用快速傅里叶变换的频谱分析法.该方法基于目标弹道升、降规律对估计频率进行线性调整,能有效提高多普勒雷达的作用距离、测试精度和抗干扰能力,避免由于频率分辨率不够而出现连续相同的速度值.利用信号相邻两次截断后的频谱相位信息能提高频率估计精度.仿真结果和外场试验表明该方法在较低信噪比下,仍可以得到很高的频率估计精度.     

基于OCT图像的组织散射系数提取方法及其应用

采用自制频域光学相干层析（OCT）系统对大鼠的正常和疮伤皮肤进行成像,轴向分辨率为8 m,探测深度3 mm,根据组织对光的吸收特性和OCT成像系统的共聚焦特性,建立了A-scan方向图像灰度随探测深度的单次散射-点扩散函数模型. 利用模型中的散射系数作为量化皮肤疮面诊断的光学评价指标. 测量了正常与疮伤皮肤在各阶段的皮肤衰减系数,证明衰减系数能够定量区分正常与疮伤皮肤.     

组织多普勒成像技术对高血压患者左室舒张功能假性正常中的应用价值

目的 应用组织多普勒成像技术测量二尖瓣环舒张期运动速度,以鉴别高血压患者左室舒张功能假性正常.方法 在原发性高血压患者(100例)中,应用脉冲多普勒成像技术分别测量二尖瓣口舒张早期峰值速度(E)、舒张晚期峰值速度(A),应用组织多普勒成像技术测量二尖瓣环各点舒张早期峰值数率(Ea)、舒张晚期峰值数率(Aa),计算Ea/Aa,并与PWD测量E/A相比较.结果 (1)E/A<1组,二尖瓣环Ea/Aa和二尖瓣血流E/A有较高符合率.(2)E/A>1组,Ea较正常明显减低,二尖瓣环Ea/Aa和二尖瓣血流E/A相比有较显著的差异.结论 DTI评价血流多普勒E/A"假性正常"有一定的临床应用价值.     

基于图像分析的目标位置和方向测量

对相位敏感的视觉测量技术是一种基于图像相位分析的新方法,可用于目标的精确对准,是精密加工的关键技术之一.在相位敏感的视觉测量技术基础上,提出了基于傅里叶变换的相位梯度算法,分析了空间相位梯度与目标角度和位置关系,通过计算机模拟实验,验证了该方法在有噪声干扰的情况下,可以有效的降低噪声对测量的影响,该方法在高精度测量和校准中有着实际应用价值.     

基于分数傅里叶变换的光学彩色图像加密

提出一种基于分数傅里叶变换相位编码并结合三色光栅的方法,实现光学彩色图像的加密.该方法采用三色光栅技术将一幅彩色图像调制为灰度图像,并采用分数傅里叶变换的相位编码进行加密.该方法不仅实验设备简单,成本较低,利于实现,而且可利用分数傅立叶变换的分数阶增加加密的重数,从而提高了安全性.模拟实验结果证明了该方法的有效性.     

基于贝叶斯最小均方差的OCT图像散斑处理

对于光学相干层析图像中的散斑噪声,提出了一种基于贝叶斯的降噪算法.通过将带有噪声的成像数据放在对数空间中,从噪声的高斯分布中抽取样本,根据图像相邻像素之间的相关性,对样本内的像素赋予相应的权值,用加权直方图估计后验分布,并运用一般贝叶斯最小均方差得出图像的无噪声数据.该算法与传统的小波变换降噪和中值滤波去噪相比,在信噪比(SNR)和等效视数(ENL)方面都有明显的改善,在一定程度上提升了图像质量.     

斜板间液—液两相的分离（Ⅰ）：液—液两相分层流动和液滴的运动

以Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程为基础，通过假设液－液界面的滑动速度比，导出了液－液分层层流流动速度分布的数学模型及层厚度的计算公式。通过作用于液滴上力的平衡条件来建立液滴的运动方程，分别导出了液滴在连续相及相界面上相对于液体的运动模型。     

喷动流化床气固流动特性的三维数值模拟

采用离散元方法（DEM）,在用欧拉方法处理气相场的同时用拉格朗日方法处理离散颗粒场,对喷动流化床煤部分气化炉内的气固流动进行了三维数值模拟．直接跟踪床内每一个离散颗粒,考虑了碰撞力、携带力、重力、剪切提升力和Magnus升力,颗粒碰撞采用软球模型．获得了喷动流化床典型操作参数下的流动结构、颗粒的受力、颗粒的速度分布、气体和颗粒的湍流强度等结果．结果表明,颗粒之间碰撞率随着喷动气速的增大而增大,随粒径的增大而减小,然而颗粒与壁面的碰撞率受喷动气速和粒径的影响不明显．颗粒的运动受重力、携带力和碰撞力主导,除喷动区与环形区交界外,Magnus力和Saffman力可以忽略．气体湍流强度是颗粒湍流强度的2～3倍,近壁面区的气体和颗粒的湍流强度均较小．     

微极流体在带有小锥度圆管管道内的流动

讨论了用微极流体表示的血液在带有小锥度的刚性圆细管内的流动问题。在Ｃｏｎｄｉｆｆ和Ｄａｈｌｅｒ边界条件下，导出了轴向速度、径向速度、微转动速度、流量和壁面剪应力的解析式，并作数值计算，分析了管子的锥度和微极参数等对上述有关量的影响。     

油液速度对悬浮流特性的影响分析

油液中含有颗粒物会影响设备的正常运行,考察不同初始速度条件下含颗粒油液的悬浮流中各相的动态特征,利用连续介质模型建立含悬浮颗粒油液的动力学模型,并通过特征线法进行数值求解,得到在不同初始速度条件下各相参数的变化趋势。结果表明:不同初始速度条件下管路始端、中段和终端油液的压力、流速都分别在T/4的奇数倍、整数倍、偶数倍时刻产生跃变,且它们的周期(T)都随着初始速度的增加而减小;悬浮颗粒的浓度分布与油液压力的变化趋势相反。     

提升管内颗粒的微观运动行为

由激光多普勒测速仪获得了提升管中颗粒速度的瞬时信号 ,分析了提升管中颗粒的微观运动特征。研究表明 ,局部位置上颗粒速度概率密度分布为双峰形式 ,两峰分别对应于稀相中的颗粒与密相颗粒团 ,可用正态分布函数描述其双峰 ,并由此获得稀相中的颗粒及密相颗粒团的速度和两相的相含率。稀相中的颗粒及密相颗粒团的速度沿径向的分布为中心高、边壁低 ,且床中心区以稀相为主导 ,边壁区则被颗粒团所控制。提升管两相的微观运动特征及其分布造成了提升管内固含率及颗粒速度径向分布的不均匀宏观现象。     

两相物质组成对泥石流固相流速特征的影响

固相颗粒流速是研究泥石流冲击力和防治结构荷载取值的关键问题。本文基于水槽模型试验,采用粒子图像测试技术提取了黏性泥石流表面固相颗粒流速,基于两相流模型探讨了浆体黏度、固相体积浓度与颗粒粒径对泥石流固相粗颗粒流速特征的影响。结果表明：泥石流龙头现象随浆体黏度与固相体积浓度增大而减弱;固液相相对运动随浆体黏度增加而减弱,大黏度与小粒径组合条件下消失;固相颗粒流速随浆体黏度与固相体积浓度呈正相关,与颗粒粒径呈负相关。两相物质组成影响固相颗粒间的摩擦力与/或碰撞力、浆体施加的粘滞阻力、拖曳力与虚拟质量力,其对流速的影响还需进一步深入研究。     

颗粒堆积床内两相流动阻力及相间摩擦力

为了探究颗粒堆积多孔介质通道内两相流动阻力特性,使用不同尺寸的球形颗粒构建实验床,在碎片床冷却性实验装置(DEBECO)上进行了气-水两相流动实验.基于实验数据,对比验证了多孔介质内两相流动阻力压降预测模型,重点分析了颗粒床内气液两相相间摩擦力对阻力压降的影响.结果表明:对小尺寸(如d=1.5mm)颗粒堆积床,气液两相相间摩擦力对其两相流动阻力压降影响微弱,两相流动阻力压降随气速增大呈逐渐上升的趋势;对大尺寸(如d=6mm)颗粒堆积床,在低速下气液两相相间摩擦力对阻力压降影响显著,随气速增大,其阻力压降出现先下降后上升的趋势.     

微膨胀床反应器内气液分布设备性能数值模拟

用VOF数值模型方法,对适用于上流式微膨胀床反应器内的气液分布设备进行了数值模拟研究,并与实验结果进行了对比。考察了气液分布设备对气液两相的分布作用,包括分布器内的动态流动特征和流动形态。同时考察了气泡的大小、上升速度、压力降随着表观气液速的变化规律。结果表明：(1)选用VOF数学模型,可以清晰准确的模拟出气液分布器的动态流动特性和气液分界面,可以指导气液分布器的优化设计;(2)气泡的上升速度随着表观气速和表观液速的增大而增大;气液分布器出口气泡的直径随着表观气速的增大而增大,随着表观液速的增大而减小;截面平均气含率随着表观气速的增大而增大,随着表观液速的增大而减小;气液分布器的压降则随着表观气速的增大而减小,随着表观液速的增加而增大;(3)相对于表观液速的变化,气液分布器对表观气速的变化敏感度更高,表观气速更影响分布器的工作负荷。     

纤维增强复合材料弹性常数测定的平面声波相速法研究

本文把纤维增强复合材料视为宏观均匀正交各向异性物体,应用平面声波的Christoffel方程求出平面声波的相速度与各弹性常数之间的关系式,若以实验方法测得平面声波的相速度,则可用这些关系式求出各弹性常数。作者根据这个原理,用实验方法测定了钢、玻璃钢、玻璃纤维——环氧、碳纤维——环氧四种材料的弹性常数,并与共振法进行比较。文末提出了此方法的某些特点,以及改进实验的设想。     

预混火焰面附近的湍流特性测量

为考察预混火焰面附近的湍流特性,以及湍流与化学反应相互作用的机理,采用激光多普勒技术(laser Doppleranem ometry,LDA)对本生火焰和V型火焰的流场进行了诊断。分别通过固体粉末和雾化硅油液滴进行无条件和条件示踪,研究了全场及反应物来流的流动特性。无条件示踪的测量结果表明,火焰区的流场存在湍流度迅速增大然后衰减的现象,而速度的测值呈现双峰分布。条件示踪测量结果表明,在火焰区内反应物来流的流动特性并没有发生明显的改变。在剪切流场中,火焰面的脉动和皱褶不显著影响上游反应物的流动特性。