基于TDLAS二维温度场分布反演软件设计

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fostervfr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在研究燃烧流场诊断中,火焰中的温度是非常重要的物理参数,它是衡量燃烧效率的重要参数之一。燃烧场中对温度的衡量在工业生产和生态环境都有着重要的意义。在工业生产上可以提高燃烧的效率,提高能源利用率,在生态环境保护上可以燃烧污染物的排放。开发二维温度场分布反演软件,对于测量非均匀流场的温度,有着重要的意义。可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS, tunable diode laser absorption spectroscopy)是一种非侵入式测量、高选择性、高灵敏度、高分辨率、可以实现温度、浓度、流速的测量的技术。TDLAS技术在燃烧流场诊断时不会带来干扰诊断测试燃烧流场的负影响。将TDLAS技术与计算机断层扫描技术(CT)结合起来,可以实现反演出待测诊断流场的二维分布。本文开发了基于TDLAS技术与计算机断层扫描技术(CT)的二维温度场分布反演软件,可视化的软件易于非专业人员的流程化操作,本文的研究内容主要包括下面几个部分:1,首先介绍二维温度场测量的意义,分析对比传统的测量方法和新型的光谱的测量方法,在光谱学的测量方法中,重点介绍了可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)方法的特点和研究现状。2,从分子吸收光谱角度出发,介绍了红外吸收光谱温度测量的基础理论Beer-Lambert定律以及分子吸收光谱的线强和吸收线型函数的概念,结合本文的研究,利用HITRAN(High-resolution Transmission Molecular Absorption)高分辨分子数据库,结合Python语言,开发了HITRAN数据库选择谱线的程序,对H20的吸收光谱做了计算,选取了合适的吸收线对作为测温谱线。详细阐述了TDLAS技术的两种基本技术方法:直接吸收光谱技术和波长调制光谱技术,分析对比了两者各自的优缺点。3,为了开发基于TDLAS的二维温度场分布反演软件,基于Python语言,开发了处理Hitran数据库的可视化程序,实现了Hitran数据的获取、类SQL(数据库语言)的方式去选择和处理数据、线强、内配分函数、吸收系数和吸收光谱的三种线型函数显示、封装了处理数据的算法、吸收线的筛选。Python的跨平台与面向对象的特性,使得算法易于扩展。分析比较了Python语言相比Matlab数学工具往处理Hitran数据库的数据上的优势。4,文章分析了计算机断层扫苗技术的两大类算法,详细阐述了本文使用的代数迭代算法(ART, Algebraic reconstruction technique),基于Python语言,结合Tkinter绘制和用户交互的可视化界面,通过Scipy和Numpy数值算法计算库去计算矩阵、Matplotlib 2D和3D绘图库绘制最终的结果,首先给出了二维温度场的数值模拟分布,在给定积分吸光度的基础上,反演出了二维温度场的分布和插值后的分布,接着反演了加上2%噪声后的分布。
其他文献
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
掺铒光纤放大器(EDFA)是实现全光通信网的关键性器件。传统的EDFA由于泵浦效率低,所用掺杂硅酸盐光纤长度都在几米到几十米间,在小型化、集成化上缺陷明显。为了得到厘米量级的
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
初中是学生英语发展的一个里程碑的阶段,初中的英语阅读课是阅读能力培养的重要方式,是广大英语教师探讨和研究得最多的教学组成部分.但是总的来说,初中英语阅读教学的状况并
汉字作为中华民族最主要的文化载体,不仅积淀着中华民族的睿智、中华民族的灵魂,更凝聚着一种民族精神,是人类文化的瑰宝.书写汉字,并创造出感动世界的中国汉字书法艺术,更是
针对受内部动态不确定和外界风流影响下的欠驱动水面船舶直线航迹保持问题,将变结构控制引入非线性自抗扰控制器中,在保证原控制器优点的同时,大大减少了需要整定的参数.同时
在学生的成长中,班主任起着导航、催发、定向的作用.处于新时期的高中生其意识具有成年性,其行为具有社会性,与初中生相比,其独立性强,但由于身心的迅速发展,步入青年初期的
1.量子秘密共享 我们提出了一个用4个量子态实现的多方与多方之间的量子秘密共享方案,并证明此方案对用多光子信号的特洛伊马攻击,用Einstein-Podolsky-Rosen对的伪信号攻击
自高温氧化物超导体(HTSC)被发现以来,科学家已经做了大量的研究工作,提出了很多理论模型来解释它们的超导电性,但到目前为止,高温超导的具体机制还不清楚。2001年,东京大学和斯坦
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.