流場(chǎng)可視化技術(shù)及其在水環(huán)境中的應(yīng)用

目錄
總序一
總序二
總序三
前言
第1章 緒論 1
1.1 水環(huán)境問題與流場(chǎng)可視化 1
1.1.1 水利設(shè)施與流體運(yùn)動(dòng) 1
1.1.2 水處理反應(yīng)器中的流體 2
1.2 可視化技術(shù) 8
1.2.1 可視化的研究?jī)?nèi)容及意義 9
1.2.2 可視化技術(shù)的應(yīng)用 10
1.2.3 可視化技術(shù)的分類 11
1.3 流場(chǎng)可視化 13
1.3.1 流場(chǎng)可視化研究?jī)?nèi)容 14
1.3.2 流場(chǎng)可視化特點(diǎn) 15
1.3.3 流場(chǎng)可視化流程 16
1.3.4 流場(chǎng)可視化分類 17
1.3.5 流場(chǎng)可視化方法 21
1.4 流場(chǎng)可視化技術(shù)應(yīng)用前景 28
參考文獻(xiàn) 31
第2章 流場(chǎng)測(cè)量技術(shù) 35
2.1 技術(shù)概述 36
2.2 常用流場(chǎng)測(cè)量技術(shù) 37
2.3 粒子圖像測(cè)速技術(shù) 40
2.3.1 粒子圖像測(cè)速技術(shù)概述 41
2.3.2 PIV 技術(shù)原理及特點(diǎn) 43
2.3.3 PIV 技術(shù)系統(tǒng)組成 44
2.3.4 PIV 提取算法 48
2.4 流場(chǎng)的相關(guān)參數(shù) 50
參考文獻(xiàn) 52
第3章 氣相速度場(chǎng)的可視化 56
3.1 流場(chǎng)圖像預(yù)處理 56
3.1.1 圖像的數(shù)值化 57
3.1.2 圖像閾值分割 60
3.1.3 氣泡圖像的分割 67
3.1.4 圖像降噪與增強(qiáng) 72
3.1.5 邊緣提取 75
3.1.6 圖像拼接 76
3.2 氣相速度場(chǎng)獲取 79
3.2.1 圖像灰度分布互相關(guān)法 80
3.2.2 傅里葉變換法 81
3.2.3 BICC 算法 86
3.2.4 RCC-PIV 法 88
3.3 氣相流場(chǎng)數(shù)據(jù)后處理 89
3.3.1 亞像素?cái)M合 89
3.3.2 錯(cuò)誤矢量去除 90
3.3.3 4 幀粒子跟蹤測(cè)速算法 93
參考文獻(xiàn) 97
第4章 液相速度場(chǎng)的可視化 100
4.1 兩相分離技術(shù) 100
4.1.1 灰度分辨法 100
4.1.2 粒徑分辨法 101
4.1.3 激光誘導(dǎo)熒光法 102
4.1.4 中值濾波法 103
4.1.5 滑移速度法 104
4.2 逆解析技術(shù) 105
4.2.1 逆解析原理 106
4.2.2 逆解析方程求解 108
4.2.3 逆解析參數(shù)的確定 109
4.2.4 逆解析的優(yōu)勢(shì) 113
4.3 逆解析算法的驗(yàn)證 115
4.3.1 泰勒-格林渦驗(yàn)證逆解析 117
4.3.2 歐拉-歐拉模型驗(yàn)證逆解析 127
參考文獻(xiàn) 133
第5章 曝氣池中流體可視化的研究與應(yīng)用 135
5.1 曝氣池裝置與系統(tǒng) 135
5.1.1 裝置模型 135
5.1.2 裝置系統(tǒng) 137
5.1.3 氧轉(zhuǎn)移模型 138
5.2 曝氣池中氣泡運(yùn)動(dòng)規(guī)律 139
5.2.1 曝氣量對(duì)氣泡運(yùn)動(dòng)的影響 139
5.2.2 縱橫比對(duì)氣泡運(yùn)動(dòng)的影響 142
5.2.3 曝氣器布置間距對(duì)氣泡運(yùn)動(dòng)的影響 144
5.3 曝氣池中氧傳質(zhì)規(guī)律 147
5.3.1 不同曝氣量下氧轉(zhuǎn)移規(guī)律 149
5.3.2 不同縱橫比下氧轉(zhuǎn)移規(guī)律 151
5.3.3 不同曝氣器布置間距下氧轉(zhuǎn)移規(guī)律 152
5.4 氣泡運(yùn)動(dòng)對(duì)水處理效果的影響 154
5.4.1 水處理裝置圖 154
5.4.2 優(yōu)化處理效果 156
參考文獻(xiàn) 158
第6章 流場(chǎng)可視化應(yīng)用實(shí)例 160
6.1 流場(chǎng)可視化在水庫(kù)研究中的應(yīng)用 160
6.1.1 水庫(kù)堤壩的摻氣減蝕研究 160
6.1.2 水庫(kù)流場(chǎng)模擬研究 162
6.2 流場(chǎng)可視化在水土保持研究中的應(yīng)用 166
6.2.1 沙棘柔性壩概述 166
6.2.2 可視化流場(chǎng)的獲取 167
6.2.3 流場(chǎng)的分析 174
6.3 流場(chǎng)可視化在過魚設(shè)施優(yōu)化中的應(yīng)用 177
6.3.1 魚道研究進(jìn)展 178
6.3.2 魚道流場(chǎng)可視化 179
6.3.3 流場(chǎng)模擬及可視化結(jié)果 182
參考文獻(xiàn) 187