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基于多相机成像的火焰三维温度场和碳烟浓度场重建研究

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基于多相机成像的火焰三维温度场和碳烟浓度场重建研究

作者：左冰娴东南大学

学位级别：硕士

目前,燃烧仍是将化石燃料中存储的化石能转化为热能的主要途径,燃烧过程的理论和实验研究对提高燃烧设备效率和改进优化燃烧系统设计具有重要的意义。航空发动机燃烧室的设计与优化依赖于燃烧诊断技术的进步,温度和碳烟浓度作为反映燃... 详细信息

目前,燃烧仍是将化石燃料中存储的化石能转化为热能的主要途径,燃烧过程的理论和实验研究对提高燃烧设备效率和改进优化燃烧系统设计具有重要的意义。航空发动机燃烧室的设计与优化依赖于燃烧诊断技术的进步,温度和碳烟浓度作为反映燃烧状态最为直接参数,是保障航空的发动机安全高效运行和燃料优化配置的重要参考依据。辐射成像技术,作为发射光谱技术之一,可以通过布置有限的高分辨率探测器而获取大量投影数据,是一种在工业场合行之有效的测量方法。基于多相机的辐射成像技术可以同步、完整地获取不同角度投影信息,是实现燃烧过程高空间和时间分辨率重建的先进光学测量技术。在多相机测量中,三维重建的层析成像算法往往采用基于平行光假设的成像模型,在测量精确性和抗噪性能方面有一定的缺陷;多相机协同测量及相机高精确性的位姿定位目前难以实现,而二者显著地影响着测量的时间分辨率和准确性。本文基于辐射成像技术,以多相机测量系统为研究对象,开展对加力燃烧室尾喷口火焰场三维温度和碳烟浓度分布的测量研究。主要开展的工作如下:1、推导了弥散介质的辐射传递方程,根据待测火焰场中弥散介质的相关性质,对辐射传递方程进行了简化。研究了CCD光学成像模型和光线投影模型,在两种模型的基础上,通过逆向蒙特卡洛法和两步离散法将重建计算域和CCD光线进行离散化处理。提出了一种同时适用于轴对称和非轴对称火焰的三维辐射源项重建求解模型,并将用于降低重建问题病态性的二维Tikhonov正则化改进为三维条件下同样适用的算法。2、对多相机测量过程进行了数值模拟,并基于双色法从体元中的辐射源项信息中提取了温度和碳烟浓度信息。讨论了相机布置方式和体元划分密度对重建结果的影响,数值模拟结果表明:测量系统采用六相机环绕布置的方式,体元密度为25×25×40时可以在保证重建结果满足测量要求的同时,得到较高的测量空间分辨率。提出了一种较重建结果有效性评估方法,并利用该方法对三维重建模型和基于平行光假设的传统二维重建模型进行了比较分析,数值模拟结果表明三维重建求解模型在准确度和抗噪能力上更具优势。3、将立体标定技术与辐射成像技术相结合,建立了多相机位置及姿态的高精度定位方法。研究表明,当相机位姿存在不超过5mm的位置偏移和不超过2°的角度偏转时,温度和碳烟浓度的重建结果便会极大偏离真实值。通过立体标定技术和相机间的差值传递,多相机的相对位姿关系可以得到精确地校正,减小定位误差对路径矩阵的扰动,从而提高了辐射反问题求解的可靠性。4、对三维重建模型和立体标定技术在辐射成像中的适用性进行了实验验证。利用经过强度标定和立体标定的六相机测量系统,对RP-3航空煤油、空气预混火焰进行了温度和碳烟浓度的三维重建实验研究。并从温度与碳烟浓度分布的角度,阐述了RP-3航空煤油的燃烧特性和规律。将热电偶测量值与重建温度进行了对比,二者的最大温差为28.0K,验证了温度测量的准确性。重建的碳烟浓度场与相关文献中的测量结果进行了对比,其分布趋势和数量级均保持一致,证明了碳烟浓度测量的可行性。5、利用多相机测量系统,测量了加力燃烧室尾喷口火焰的三维温度和碳烟浓度分布场。利用标定后的单侧环绕布置四相机测量系统,对不同时间下的加力火焰进行了图像捕获,通过三维重建模型得到了不同时序下火焰的三维温度和碳烟浓度分布。将不同时间下的温度重建结果与热电偶测量值进行了对比,最大温差为29.5K。分析了温度和碳烟浓度分布随火焰射流方向和时间的变化趋势,为航空发动机优化设计提供了数据支撑。

关键词：辐射成像碳烟温度碳烟体积浓度加力燃烧立体标定

基于彩色CCD的火焰三维温度场及碳烟浓度场测量系统

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传感技术学报 2023年第5期36卷 723-730页

作者：左冰娴周宾戴明露东南大学能源与环境学院能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

火焰燃烧参数的测量是燃烧诊断和设备优化运行的数据支撑。提出了一种基于CCD传感器光学模型的三维测量模型,该模型可以有效提高测量的空间分辨率并保证测量结果的有效性。数值模拟结果表明:对于非轴对称火焰的重建,三维测量模型可接受... 详细信息

火焰燃烧参数的测量是燃烧诊断和设备优化运行的数据支撑。提出了一种基于CCD传感器光学模型的三维测量模型,该模型可以有效提高测量的空间分辨率并保证测量结果的有效性。数值模拟结果表明:对于非轴对称火焰的重建,三维测量模型可接受的信噪比可低至40 dB,而二维测量模型仅为60 dB;搭建了基于6个CCD传感器的测量系统,利用三维测量模型对RP-3、空气预混火焰进行了重建,获得了其碳烟温度及浓度分布,并对其分布状态进行了分析。实验测量的空间分辨率达到1 mm×1 mm×1 mm,重建温度与热电偶测量温度的最大温差为49.8 K,相对误差为3.69%,二者具有较高的一致性。

关键词： CCD传感器辐射成像碳烟温度碳烟体积分数 RP-3航空煤油

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从景观到景像:数字时代吸引资产权再探讨

旅游学刊 2024年第2期39卷 31-48页

作者：左冰中山大学旅游学院广东广州501275

在注意力经济时代,地方文化以及景观所承载的吸引价值已经商业化为具有文化和经济双重属性的吸引资产。由于景观的广域性以及文化的集体创造特征,限制了使用知识产权工具保护其产权人财产权利的作用。数字技术推动下,越来越多的文旅吸... 详细信息

在注意力经济时代,地方文化以及景观所承载的吸引价值已经商业化为具有文化和经济双重属性的吸引资产。由于景观的广域性以及文化的集体创造特征,限制了使用知识产权工具保护其产权人财产权利的作用。数字技术推动下,越来越多的文旅吸引物向数字化转换,关于它们的所有权和用益权问题日益严峻,亟须突破现有知识产权框架,以前瞻性的法律方式建立起保护吸引资产权益的治理体系。文章意图贯通从现实吸引资产权益产生到吸引资产形成,及至其数据资产生成的全过程。文章在回顾国际上关于文化财产权利保护的研究进展和相关争议的基础上,剖析了知识产权难以保护集合性吸引资产权益的原因;继而将旅游吸引物权扩展为范畴更广的吸引资产权概念,阐释了吸引资产权与知识产权之间的互补关系。文章进一步从吸引资产权与观景权形成互换性利害关系的角度论证了吸引资产权设立的合理性与必要性,剖析了吸引资产权的适用条件、应用原则与制度基础,最后结合数字化背景对吸引物数字复刻后的数据产权归属进行了讨论。文章推进和深化了对旅游吸引物权的理解和研究,为应对未来数字社会中的相关财产争议提供了法律解决方案,有助于推动文旅深度融合和数字文旅产业有序发展。率先认可吸引资产权的法定权益,可以成为中国对世界文化和传统知识保护的有益制度贡献之一。

关键词：文化财产吸引资产知识产权观景权数字复刻数据资产

发展旅游业新质生产力,推动生产函数的迭代和跃迁

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旅游导刊 2024年第3期8卷 12-22页

作者：左冰中山大学旅游学院广东广州510275

对旅游业历史发展过程中生产力增长路径进行了分析,从生产函数的演进视角对新质生产力的内涵及其推动旅游业高质量发展的机理进行了剖析,指出发展壮大旅游业新质生产力的本质是推动生产函数的迭代和跃迁,表现为旅游发展模态的两个转变:... 详细信息

对旅游业历史发展过程中生产力增长路径进行了分析,从生产函数的演进视角对新质生产力的内涵及其推动旅游业高质量发展的机理进行了剖析,指出发展壮大旅游业新质生产力的本质是推动生产函数的迭代和跃迁,表现为旅游发展模态的两个转变:(1)旅游经济增长方式从传统的投入驱动、效率驱动向计算经济、数智驱动转变;(2)旅游运营模式从“规模化、标准化”“小规模、非标准化”转变为“大规模个性化”和“超个性化”定制。政策制定和发展应着眼于解决3个关键问题:一是新型生产要素的有效投入应不断增长;二是新旧生产力应充分融合,使传统要素生产率得以提高;三是旅游业全要素生产率要不断提升,使新型生产要素对经济的贡献度逐步提高。

关键词：新质生产力生产函数全要素生产率高质量发展计算经济超个性化

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内部控制视角的事业单位固定资产管理

活力 2024年第5期 55-57页

作者：左冰冰河南省洛阳市老城区财政投资评审中心洛阳471000

固定资产是事业单位各类资产中的重要组成部分,也是国有资产的重要组成部分。固定资产管理是保障单位各项工作有序开展的基础,是确保资产发挥应有价值的保障,对于单位的发展有着至关重要的作用。随着我国新《政府会计制度》的出台,越来... 详细信息

固定资产是事业单位各类资产中的重要组成部分,也是国有资产的重要组成部分。固定资产管理是保障单位各项工作有序开展的基础,是确保资产发挥应有价值的保障,对于单位的发展有着至关重要的作用。随着我国新《政府会计制度》的出台,越来越多的事业单位开始重视固定资产管理工作要求,并在内部控制视角下规范管理工作流程。但是,固定资产管理是一项相对复杂的工作,在管理各环节都存在一定问题。文章对单位固定资产管理工作要求进行分析,从内部控制视角下探讨了固定资产管理工作流程的要求,对单位构建科学的固定资产管理体系具有一定价值。

关键词：内部控制事业单位固定资产

手工陶瓷制作与幼儿数学认知发展关系的研究与实践

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陶瓷科学与艺术 2024年第2期58卷 46-47页

作者：左冰心江苏省如东县锦绣幼儿园江苏南通226400

本文探讨了手工陶瓷制作与幼儿数学认知发展之间的关系,旨在揭示这一创意性活动如何潜移默化地影响幼儿的数学思维能力。通过结合幼儿数学认知发展阶段、手工陶瓷制作的教育角色,以及具体实践案例,本研究旨在为幼儿园教育提供一种创新... 详细信息

本文探讨了手工陶瓷制作与幼儿数学认知发展之间的关系,旨在揭示这一创意性活动如何潜移默化地影响幼儿的数学思维能力。通过结合幼儿数学认知发展阶段、手工陶瓷制作的教育角色,以及具体实践案例,本研究旨在为幼儿园教育提供一种创新的数学教学方法,促进幼儿全面的认知发展。

关键词：手工陶瓷制作幼儿数学认知创意性活动

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基于中华传统音乐传承的幼儿园音乐玩具设计

玩具世界 2024年第5期 136-138页

作者：左冰心江苏省南通市如东县锦绣幼儿园

中华传统音乐对幼儿的认知、情感和审美等方面有重要影响，因此将传统音乐元素融入幼儿音乐玩具设计是一个值得研究的课题。文章分析了在幼儿音乐玩具设计中引入中国传统音乐的积极作用，指出其可以促进幼儿音乐玩具设计的本土化发展，... 详细信息

中华传统音乐对幼儿的认知、情感和审美等方面有重要影响，因此将传统音乐元素融入幼儿音乐玩具设计是一个值得研究的课题。文章分析了在幼儿音乐玩具设计中引入中国传统音乐的积极作用，指出其可以促进幼儿音乐玩具设计的本土化发展，提高幼儿审美意识，增强幼儿民族认同感，并提出了在幼儿音乐玩具设计中引入中国传统音乐的对策，包括融入民族童谣、打击乐等元素。这些元素的融入可以让幼儿在玩耍过程中接触和感受到传统音乐的韵味、节奏，促进幼儿对传统文化的了解和认同，培养他们的乡土情怀和民族自尊心，提升他们的文化素养和艺术审美能力。

关键词：中华传统音乐幼儿园音乐玩具设计民族童谣打击乐

基于双目视觉与BP神经网络的锅炉热膨胀在线测量系统

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工业锅炉 2021年第6期 1-7页

作者：张军亮周宾李延兵梁添左冰娴陕西国华锦界能源有限责任公司陕西神木719319 东南大学能源与环境学院江苏南京211189

锅炉受热面在高温的作用下会在一定程度上向外膨胀,实时监测锅炉的热膨胀可提高机组运行的安全性和稳定性。通过使用两台相机对锅炉外壁上的棋盘格标靶进行拍摄,再基于BP神经网络进行图像处理,实现了锅炉热膨胀三维位移的精准监测,且无... 详细信息

锅炉受热面在高温的作用下会在一定程度上向外膨胀,实时监测锅炉的热膨胀可提高机组运行的安全性和稳定性。通过使用两台相机对锅炉外壁上的棋盘格标靶进行拍摄,再基于BP神经网络进行图像处理,实现了锅炉热膨胀三维位移的精准监测,且无需单独对相机进行畸变矫正与双目矫正,标定之后即可用于现场实际环境锅炉热膨胀的测量。实验结果表明:该系统测量的标准差小于0.05 mm,位移测量误差小于0.6%,单点测量时间小于0.1 s,可满足锅炉热膨胀实时测量及精度的要求。

关键词：双目视觉 BP神经网络锅炉热膨胀在线测量

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成人气道解剖参数测量的研究进展

中华胸部外科电子杂志 2024年第1期11卷 71-78页

作者：左冰玉薛洪省赵志龙大连大学附属中山医院胸外科大连116601

气管和支气管的准确解剖数据不仅在人体测量学领域很重要,同时有助于优化复杂胸外科手术。这些解剖数据构成了气道疾病诊断和治疗的理论基础。既往有关人体气道解剖结构的数据受到年代、地域、以及测量对象和方法等因素影响,数值有明显... 详细信息

气管和支气管的准确解剖数据不仅在人体测量学领域很重要,同时有助于优化复杂胸外科手术。这些解剖数据构成了气道疾病诊断和治疗的理论基础。既往有关人体气道解剖结构的数据受到年代、地域、以及测量对象和方法等因素影响,数值有明显差异。本文对气管和支气管解剖参数以及测量方法的国内外研究进行了梳理,旨在为相关临床和科研工作的开展提供参考。

关键词：气管气管长度气管角度解剖参数气管切开重建术