背景纹影技术(Background Orient Schlieren,BOS)是一种应用于气动流场密度测量的新方法,具有视场范围大、时空高分辨率、装置结构简单和成本低等优点,逐步成为气动流场流动显示与定量测量的研究热点之一。复杂气动流场测量的目标是获得待测流场关键参量的瞬时三维分布。基于此目标,需要布置多方向的BOS成像装置,结合CT算法重建获得待测流场的三维密度分布。本文针对CT-BOS技术的气动流场测量问题,进行了以下几个方面的研究:(1)BOS投影模型的研究:通过分析BOS的成像过程,结合实际风洞测量需求,分别讨论了基于平行投影和基于透视投影的BOS投影模型。分析结果表明,对于大视场BOS测量问题,采用透视投影更能充分发挥BOS技术的优点。(2)BOS多相机标定技术的研究:在BOS透视投影模型的基础上,通过张正友平面标定法获得各相机内部参数和多相机外部参数关联,最终将各相机坐标系统一到同一个重建坐标系中,实现了BOS多相机标定技术研究。同时,编制了根据多相机标定参数进行待重建区域估计的应用程序,可为CT-BOS现场实验的相机安装布置提供参考。(3)BOS多相机重建技术研究:由于实际风洞实验中观察窗口的位置限制,CT-BOS实验中的各相机通常不能布置在同一个半圆周分布的平面上。因此,传统的将三维CT重建问题分解成二维平行切片,再分别进行二维CT重建的方法对于CT-BOS技术已完全不适用。针对此问题,本文将用于二维偏折CT重建的局部基函数展开算法推广至三维,结合前述的基于透视投影的BOS投影模型,研究基于三维局部基函数展开的BOS重建算法。在此基础上,进行了数值模拟与重建实验,证明了此方法的可行性和适用性。同时,以蜡烛火焰为对象,进行了多方向CT-BOS重建实验,并进行了结果分析。