纹影技术综述

纹影技术是一种无接触式光学技术,可以将不可见的相位分布转换为清晰的可见图像。该文将简述多种纹影技术的发展历程及各类纹影技术在国内外的发展现状,然后将阐述彩色纹影技术、激光纹影技术和背景纹影技术的基本光学原理以及各类纹影法在不同领域中的研究与应用,还总结了各种纹影技术在实际操作及其实验模拟等方面的具体应用方法,展示了其在不同领域的极高的普适性,列举了目前纹影技术的一系列优点与不足之处,并指出了纹影法在实际运用中所需要注意的问题。     

彩色纹影技术在复杂流场显示中的应用

该文论述了两种彩色滤光片/刀口法纹影技术在复杂流场显示中的应用。用该方法获得了底部排气弹超音速风洞试验的彩色纹影图片,并按照纹影技术理论对结果进行了分析和计算。     

激光纹影仪观测传质过程中RBM对流结构

建立以激光为光源的纹影仪装置，用激光纹影仪在线监测不同有机溶剂各种传质过程中产生的RBM（Rayleigh-Benard-Marangon)现象，同时拍摄了传质过程中出现的RBM现象状态，定性分析了不同影响因素的影响，其成果将有助于进一步的理论分析。     

基于非球面的纹影系统设计

在大口径纹影系统中,主反射镜通常采用球面反射镜,球面反射镜虽然加工成本低但像质差一些.我们设计的纹影系统主反射镜采用抛物面反射镜,对由两个抛物面反射镜组成的纹影系统和两个球面反射镜组成的纹影系统的像质和像面照度均匀性进行了对比,对环境如气压和温度对窗口的影响进行了有限元分析.设计结果表明：主反射镜采用抛物面反射镜像面上的光斑均匀性优于主反射镜采用球面反射镜的纹影系统.     

纹影法的二维显示

本文讨论了纹影法的刀口位置,指出用一维刀口不能有效地显示二维位相梯度.在点光源情况下改用直角刀口就可对位相物进行二维显示。     

通风射流纹影成像可视化实验设计

针对通风工程中气流不可视、射流理论抽象,学生无法对气流分布形成直观认识的难点,该文利用纹影成像技术构思了自由射流理论的新实验方法,并进行了实验教学设计。实验利用纹影成像技术可视化效果突出、能够进行流场尺寸量化的优点,制作了一种基于纹影成像原理的Y型光学实验系统,在通风空调实验平台基础上配合传统热敏风速元件的测量,可充分展示通风射流的湍流发展和变化规律,并获得定量特征参数。该实验利用纹影可视化手段与通风射流理论相结合,实验结果形象直观,实验过程操作性强,有助于学生充分理解通风工程中的基础射流理论知识和难点,培养学生实践和创新能力。     

纹影技术在侧后向喷流实验中的应用

在风洞实验中采用纹影照相和压力分布相结合的实验方法,确定了侧后向喷流复合增程技术中喷嘴一模型之间间隙的大小对表面压力的影响。通过二元尖劈模型Ma=2．0、喷流压力比P0j／P∞=0及P0j／P∞=88条件下进行了不同喷嘴周围缝隙时有无侧后向喷流的对比实验,获得了定量结果。在喷流口前后模型表面压力分布与喷流在弹体表面产生激波的纹影照片的比较,为侧后向喷流实验模型分立式布局设计提供了实验依据,也为侧后向喷流复合增程技术研究的实验装置设计打下了良好的基础。     

稳定阴燃过程烟气流动的纹影分析

阴燃中烟气流动和氧气扩散是影响传播速度和温度场的关键,目前少有报道。本研究搭建了单镜离轴纹影系统,对不同直径(3、4、5 mm)和不同种类(生物质、炭)棒状燃料的阴燃烟气流动进行了纹影观察和图像记录分析。结果表明：与视觉下模糊的生物质阴燃烟气图像及不可见的炭棒阴燃烟气图像相比,两者的纹影图像较为清晰;纹影图像显示,在稳定阴燃过程棒状燃料周围的烟气流动为层流;相比于生物质棒,炭棒烟气流动的纹影图像更加明显,这可能是由于其CO₂浓度更高的原因;生物质棒阴燃最大烟气直径约为其直径的2倍,炭棒最大烟气直径约为其直径的3倍。     

火花点火发动机燃烧循环变动特性的高速纹影摄影研究

介绍了运用高速纹影摄影对火花点火发动机循环变动特性的研究。确定了纹影摄影胶片中可用于循环变动研究的部分，并对其进行了分析。结果表明：火花点火发动机的燃烧循环变动在燃烧一开始就已产生，并且表现为火焰中心、火焰速度、当量火焰半径、点火延迟时间、临界火地径、临界火焰速度等的变动。     

IBR技术在远程可视化中的研究与应用

分析了当前远程可视化系统的实现方式,针对其不足,提出了一种基于IBR的远程可视化方法．该方法实现了同步、异步可视化模式的复合：通过同步方式来保证远程可视化的质量,通过异步方式来保证其交互性．这样解决了传统方式中可视化质量和交互性不能兼顾的缺点,为远程可视化提供了一个很好的解决途径．用JAVA语言实现了一个基于IBR的远程可视化的原型系统,初步达到了预期的目的。     

Drag increment due to internal waves generated by Rankine ovoid

The experimental results on drag increment caused by internal waves, which are generated by a Rankine ovoid towed horizontally at constant velocities in a two-layer stratified water (a strong pycnocline) initially at rest, are presented. The drag increment due to stratification is obtained experimentally as a function of internal Froude number Frd and Reynolds number Re. From the results, it is shown that as a function of Frd or Re, an increment in mean drag coefficient due to stratification ΔCd has both increasing and decreasing region attributable respectively to internal wave and to collapse of mixing fluids in the wakes. A most significant result shows that when Frd=0.838 there exists a maximum of ΔCd, which is equal to 0.05 in the exciting region of the strong internal wave generation.     

Observations on fluctuations of sound transmission and temperature field from the ASIAEX 2001 South China Sea experiment and inversion of the characterizations of internal tides (waves)

Two conclusions are obtained by analyzing the fluctuation data of the temperature field and the sound transmission in the South China Sea from ASIAEX 2001 volume interaction experiment. First of all, the peak-to-peak value of the particle vertical mean displacement due to the internal waves exceeds 40 m. Secondly, the peak-to-peak value of the sound transmission fluctuations represented by the pulse leading-edge fluctuations of the travel-time average exceeds 100 ms. Based on that, the major components of the internal waves are obtained by analyzing the spectrum of the temperature field fluctuations. The spectrum structures of the temperature field fluctuations in the across-shelf and the along-shore directions are compared respectively, and the spectrum structures of the sound transmission in such two different directions are also compared. The multi-path signals and the travel-time of the pulse are respectively used to capture the information of the sound transmission fluctuations, and their spectrum structures are compared also.     

栅格图象变形可视化方法

针对纸质地图经过扫描得到栅格图象存在原图误差和扫描过程中产生的扫描误差而引起的变形,同时纠正后的栅格图象也不能完全消除这种变形误差的问题,采用科学计算可视化的方法实现了栅格图象变形特征的可视化,直观明了的反映整幅图象的变形情况,同时对栅格图象的纠正效果提供了可视化的表示方法.     

地下水流场三维流线分布可视化研究及应用

 研究区地质条件的复杂性与三维流线的视觉叠加性在一定程度降低了三维流线图的可读性。通过分析地下水流线的生成过程,将其分布控制归结为流线初始点的布置问题,在探讨地下水流场特征点的基础上,结合流线初始点局部布置方法,制定了流线初始点的整体布置原则。以内蒙古自治区鄂托克前旗上海庙矿区鹰骏一号井田为例,利用其水文地质资料对流线布置原则进行检验,获得的流线图清晰地描述了地下水运动规律且有效地揭示了地质特征点(天窗)对地下水径流的控制作用,证明了流线布置原则的合理性与有效性。     

可视化计算机教学的研究

介绍了可视化技术在教学中的应用,讨论了在计算机教学过程中开发可视化教学系统的考虑,并给出一个软件系统的结构。     

粒子系统算法在矿井巷道风流三维可视化中的应用

基于粒子系统算法,采用科学可视化技术,研究了矿井巷道风流三维可视化的若干关键问题,实现了巷道内风流方向、风流性质、风流速度和风流大小等方面的逼真显示和实时交互查询,对提高矿井通风管理水平起到了一定的促进作用。     

用重整化群流方程研究铁氧体的自旋波模型

采用重整化群的方法研究铁氧体的自旋波模型,导出一组非线性流方程,并求出铁氧体自旋波模型的能谱表达式,当双子格的自旋相等时,铁氧体自旋波模型的能谱表达式退化为反铁磁自旋波模型的能谱表达式.     

电场作用下单气泡行为的可视化

为进一步探索电场强化沸腾换热的机理,利用高速摄像机研究了绝热条件下注入到静止变压器油中的氮气泡在电场作用下的行为。获得了在不同电场作用下气泡形态成长的实验图像,并分析了电场作用下气泡的长径比、脱离体积和脱离周期随电场的变化关系。实验研究表明:随着电场强度的增大,气泡的长径比变大,脱离体积变小,脱离周期变短。电场中气泡行为的改变主要取决于电场强度和电极距离。外电场作用促进了注入气泡从小孔的脱离。     

电场作用下单气泡行为的可视化

为进一步探索电场强化沸腾换热的机理,利用高速摄像机研究绝热条件下注入到静止变压器油中的氮气泡在电场作用下的行为,获得了在不同电场作用下气泡形态成长的实验图像,并分析了电场作用下气泡的长径比、脱离体积和脱离周期随电场的变化关系。实验研究表明:随着电场强度的增大,气泡的长径比变大,脱离体积变小,脱离周期变短。电场中气泡行为的改变主要取决于电场强度和电极距离。外电场作用促进了注入气泡从小孔的脱离。