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基于热红外成像的坡面薄层水流流速测量方法

农业工程学报 2021年第21期37卷 108-115页

作者：张艳史海静郭明航赵军展小云丁成琴中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学水土保持研究所杨凌712100 中国科学院大学北京100049

流速是表征水流水力学特性的重要物理量。为了准确获取薄层水流流速,基于热红外成像技术、计算机视觉识别技术,设计了一种薄层水流流速测量系统。该系统通过对热示踪剂的自动控制以及对其热成像图的瞬时采集、影像校正、噪点去除、质心... 详细信息

流速是表征水流水力学特性的重要物理量。为了准确获取薄层水流流速,基于热红外成像技术、计算机视觉识别技术,设计了一种薄层水流流速测量系统。该系统通过对热示踪剂的自动控制以及对其热成像图的瞬时采集、影像校正、噪点去除、质心确定等手段,获取薄层水流的流速等参数,从而实现对坡面薄层水流流速的动态观测。该系统精确度和准确度高,可从不同时间和空间尺度上更加准确地观测热示踪剂动态运移过程。系统的测量标准差为0.020 m/s,观测精度可达到98.33%,观测的时间分辨率为1/9 s,空间分辨率为2 mm。为了验证该系统的准确度,以流量法为基准,与传统示踪法(染料示踪法、盐示踪法)比较,结果表明,该系统的准确度高于染料示踪法和盐示踪法。其中热红外成像观测系统的相对误差均在±10%以内;染料示踪法的相对误差均大于10%;盐示踪法52%的相对误差在±10%以内。利用热红外成像系统获取的影像,可对不同时刻示踪段水流的发生、发展的过程进行追溯,也可以测量示踪剂沿水流方向的运移速度及垂直于水流方向的扩散速度,计算热示踪剂的弥散系数等。该技术可应用于降雨侵蚀、径流冲刷等方面的研究,对于进一步深化土壤侵蚀过程与机理研究具有重要的意义。

关键词：流速坡面热红外成像观测系统薄层水流热红外标靶精准度评价

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高速动车百叶窗空气流向流速实车试验研究

中国铁道科学 2004年第2期25卷 56-60页

作者：梁习锋武传田中南大学高速列车研究中心湖南长沙410075

提出以叶轮式风速表作为百叶窗空气流向及流速传感元件,以霍尔开关作为风速表叶轮转速传感元件的试验方法。在室外环境温度平均为3℃～5℃的测试条件下,列车运行速度到250km·h-1时风机大部分时间为半频工作,250km·h-1～280km·h-1时采... 详细信息

提出以叶轮式风速表作为百叶窗空气流向及流速传感元件,以霍尔开关作为风速表叶轮转速传感元件的试验方法。在室外环境温度平均为3℃～5℃的测试条件下,列车运行速度到250km·h-1时风机大部分时间为半频工作,250km·h-1～280km·h-1时采用2 3频方式工作。试验结果表明:所提出动力车百叶窗空气流向和流速试验方法满足实车测量要求;一位百叶窗处于有效工作状态;风机半频工作状态下的百叶窗风向变换的车辆运行临界速度为210km·h-1;动力车作为尾车时,一位百叶窗空气风向及风速与列车运行速度基本无关。

关键词：高速列车动车百页窗空气流向流速实车试验

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基于光纤光栅的高灵敏度流速传感器

光学学报 2006年第8期26卷 1136-1139页

作者：陈建军张伟刚涂勤昌邹玉姣赵天工杜晓娜董孝义南开大学信息技术科学学院现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津300071 南开大学物理科学学院天津300071

利用光纤光栅压强传感机构和汾丘里管设计了一种基于光纤光栅的流速传感器，并推导了光纤光栅中心波长漂移量与流速的关系式。实验表明，该传感器具有较高的灵敏度，稳定性较好，光纤光栅的中心波长随流速的增加而不断向短波方向漂移，... 详细信息

利用光纤光栅压强传感机构和汾丘里管设计了一种基于光纤光栅的流速传感器，并推导了光纤光栅中心波长漂移量与流速的关系式。实验表明，该传感器具有较高的灵敏度，稳定性较好，光纤光栅的中心波长随流速的增加而不断向短波方向漂移，而带宽几乎没有变化，实验和理论符合得较好。该流速传感器的动态感测范围为51．0～148．2mm／s，在该范围内，至少可感测到0．3mm／s的流速变化，这是目前所报道的最优值。优化光纤光栅压强传感机构及汾丘里管的参量，可测量其它速度段的流速，并可进一步提高传感灵敏度。

关键词：光纤光学光纤光栅流速传感器开H环

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用光学相干层析进行粒子流流速全部分量测量

光学学报 2014年第11期34卷 263-267页

作者：王毅周红仙马振鹤东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004 东北大学秦皇岛分校实验教育中心河北秦皇岛066004

采用光学相干层析研究了粒子流背向散射光强的涨落特性,将粒子对背向散射光的影响分为相位调制和振幅调制两部分,建立了粒子流流速全部分量测量方法,由背向散射光强信号分别得到粒子流多普勒频移和渡越时间,进而计算出流速的纵向分量和... 详细信息

采用光学相干层析研究了粒子流背向散射光强的涨落特性,将粒子对背向散射光的影响分为相位调制和振幅调制两部分,建立了粒子流流速全部分量测量方法,由背向散射光强信号分别得到粒子流多普勒频移和渡越时间,进而计算出流速的纵向分量和横向分量,用聚苯乙烯粒子悬浮液对这种流速测量方法进行了实验验证。

关键词：医用光学光学相干层析流速多普勒频移自相关

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基于粒子运动分析的慢流速超声测量技术研究

仪器仪表学报 2008年第4期29卷 845-849页

作者：赵小红马志敏范北林王敏武汉大学电子信息学院武汉430079 长江水利委员会长江科学院武汉430010

在河、港工模型试验中,水流慢流速的测量应用很多,但是慢流速的测量一直是有待解决的难点。本文提出了一种基于超声技术的流速测量方法,它是通过分析相邻两次测量中水中粒子的反射信号的位移求出颗粒的移动速度,从而实现流速测量。这种... 详细信息

在河、港工模型试验中,水流慢流速的测量应用很多,但是慢流速的测量一直是有待解决的难点。本文提出了一种基于超声技术的流速测量方法,它是通过分析相邻两次测量中水中粒子的反射信号的位移求出颗粒的移动速度,从而实现流速测量。这种测量方法的特点是可测流速范围较大,尤其是在低流速段具有较高的灵敏度。初步实验结果表明,采用该方法最低可以测量0.5mm/s的流速。

关键词：流速测量超声互相关

水流速度对单裂隙化学注浆浆液扩散影响的试验研究

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煤炭学报 2011年第3期36卷 403-406页

作者：张改玲湛铠瑜隋旺华中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室资源与地球科学学院江苏徐州221008 中国煤炭科工集团重庆设计研究院重庆400016

在不同水流流速条件下,对单一裂隙动水化学注浆浆液扩散规律和注浆堵水效果进行了一系列试验。结果表明,水流流速越大,浆液沿逆水流方向和垂直水流方向的扩散距离、固结体面积和堵水率越小,堵水效果越差;水流流速对逆水流方向扩散距离... 详细信息

在不同水流流速条件下,对单一裂隙动水化学注浆浆液扩散规律和注浆堵水效果进行了一系列试验。结果表明,水流流速越大,浆液沿逆水流方向和垂直水流方向的扩散距离、固结体面积和堵水率越小,堵水效果越差;水流流速对逆水流方向扩散距离的影响程度大于对垂直水流方向扩散距离的影响程度。采用理论模型计算了水流流速对浆液沿水流方向和逆水流方向扩散的影响,表明水流速度对逆水流扩散距离影响大,逆水流扩散距离随流速增大降低明显。在动水条件下,为了获得好的注浆效果,注浆孔布置应考虑水流流速的影响,在水流速率大时要减小注浆孔的间距。

关键词：裂隙化学注浆流速模型试验动水

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台阶溢流坝下的流速探讨

水力发电学报 2001年第2期20卷 73-75页

作者：吴宪生国家电力公司成都勘测设计研究院科学研究所成都610071

本文分析了台阶溢流坝坝面水流流态 ,从明渠水力学的角度出发 ,推求出台阶溢流坝坝下流速的表达式 ,并通过水力模型试验研究 ,求得了台阶溢流坝坝下流速的计算式。该式的计算结果与其他学者的模型试验成果尚能吻合 ,表明该式具有一定的... 详细信息

本文分析了台阶溢流坝坝面水流流态 ,从明渠水力学的角度出发 ,推求出台阶溢流坝坝下流速的表达式 ,并通过水力模型试验研究 ,求得了台阶溢流坝坝下流速的计算式。该式的计算结果与其他学者的模型试验成果尚能吻合 ,表明该式具有一定的适应性。同时 ,该式亦可用于对台阶溢流坝坝面最大流速进行估计 ,以便判别坝面出现空蚀破坏的可能性。

关键词：台阶溢流坝流速滑掠水流单宽流量

管道长度对爆炸波前流速与超压耦合关系影响研究

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采矿与安全工程学报 2014年第3期31卷 476-482页

作者：刘谦林柏泉朱传杰江丙友洪溢都孙豫敏中国矿业大学安全工程学院、煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

为了研究管道长度对瓦斯爆燃爆炸波前流速与超压耦合关系的影响,采用数值模拟的方法研究了封闭管道内爆炸超压与波前流速的传播特征。研究结果表明：不同长度下管道内的最终爆炸超压均趋于0.7～0.9 MPa之间;对于较短管道,流速峰值相对较... 详细信息

为了研究管道长度对瓦斯爆燃爆炸波前流速与超压耦合关系的影响,采用数值模拟的方法研究了封闭管道内爆炸超压与波前流速的传播特征。研究结果表明：不同长度下管道内的最终爆炸超压均趋于0.7～0.9 MPa之间;对于较短管道,流速峰值相对较小,流速峰值的下降趋势较平缓,流速在正负区间的振荡频率较快;对于较长管道,流速峰值相对较大,峰值下降趋势较快,振荡频率较慢;在15～20 m之间存在一个临界长度,当管长大于临界长度时,管道内会出现2个最低超压峰值,当管长小于临界长度时,则管内只会出现1个最低超压峰值;首次流速峰值与超压表现出良好的正比关系,通过拟合得到不同长度下首次流速峰值与超压的耦合关系。研究成果可为今后受限空间内爆炸的预防与控制提供基础理论参考。

关键词：瓦斯爆炸长度流速超压振荡

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流速对光棘球海胆行为和生长的影响

生态学报 2022年第10期42卷 4160-4168页

作者：施栋涛赵冲尹东红陈阳常亚青农业农村部北方海水增养殖重点实验室大连海洋大学大连116023

海胆在海藻床生态系统结构和功能调控中发挥重要作用。深入理解流速对海胆摄食和生长的影响具有重要的生态学研究价值。研究了长时间(49 d)不同流速(2 cm/s, 10 cm/s和20 cm/s)对光棘球海胆幼胆(Mesocentrotus nudus,壳径:约20 mm)摄食... 详细信息

海胆在海藻床生态系统结构和功能调控中发挥重要作用。深入理解流速对海胆摄食和生长的影响具有重要的生态学研究价值。研究了长时间(49 d)不同流速(2 cm/s, 10 cm/s和20 cm/s)对光棘球海胆幼胆(Mesocentrotus nudus,壳径:约20 mm)摄食行为、摄食量和生长的影响,以评估不同流速下,海胆摄食行为和生长的差异。实验结果表明,流速对光棘球海胆的存活无显著影响,但显著影响其生长。2 cm/s下海胆的壳径和体重显著大于10和20 cm/s。在实验开始后的第2周和第3周,2 cm/s下海胆的体重和壳径已显著高于20 cm/s。流速显著影响光棘球海胆的摄食量(P流速为10 cm/s和20 cm/s下显著长于其在2 cm/s。同样的,相较于2 cm/s(P=0.02)和10 cm/s(P=0.03),20 cm/s的流速可显著削弱光棘球海胆的翻正行为。综上,高流速(20 cm/s)通过影响海胆管足活动削弱其觅食行为(而非摄食行为),进而降低其摄食量和生长;流速为2—10 cm/s的海区更适合光棘球海胆的野外生存和底播增殖。对了解光棘球海胆的生态习性和优化其底播增殖技术提供了可参考的流速信息。

关键词：光棘球海胆流速行为生长

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