基于阻尼LSQR-LMBC的火焰三维温度场重建

作     者：单良 赵腾飞 黄荟云 洪波 孔明 Shan Liang;Zhao Teng-Fei;Huang Hui-Yun;Hong Bo;Kong Ming

作者机构：中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室杭州310018 中国计量大学计量测试工程学院杭州310018 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2022年第71卷第4期

页      面：15-26页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0837[工学-安全科学与工程] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51874264 52076200)资助的课题. 

主　　题：光场相机 火焰 三维温度场 阻尼LSQR-LMBC重建算法 

摘      要：光场相机可以解决辐射测温多相机系统光路复杂、同步触发难等问题,在辐射成像三维温度重建时有其独特优势.LSQR是求解基于大型稀疏矩阵最小二乘问题的经典算法,该算法用于重建三维温度场时对温度初值依赖较大,在信噪比较低的情况下重建精度不理想.本文提出阻尼LSQR-LMBC重建算法,通过在LSQR方法中添加阻尼正则化项,提高火焰三维温度场重建的抗噪性能,并结合LMBC算法,实现吸收系数和三维温度场同时求解.在数值模拟部分,随着信噪比逐渐降低,阻尼LSQR的重建效果比LSQR更加稳定,在信噪比达到13.86 dB时,重建精度大约提高30%.阻尼LSQR-LMBC的平均重建误差为6.63%.用丁烷火焰进行了实验,重建的丁烷火焰三维温度场分布符合辐射火焰燃烧的特征,和热电偶的测温数据结果进行对比,相对误差在6.8%左右.