基于图像处理的火焰检测算法研究

简要介绍了火焰检测系统构成和火焰燃烧特性,并根据全炉膛火焰的燃烧特性,从火焰图像中提取了反映炉膛火焰燃烧状态的特征量.最后,通过对火焰图像的处理及对火焰检测算法的分析与研究,利用计算机仿真得出火焰图像特征量与燃烧状态的关系,提出火焰燃烧稳定性判据.该算法能够实时、准确地检测全炉膛火焰的燃烧状况和炉膛中心火焰偏移情况,为...     

《装甲兵工程学院学报》第13卷(1999)总目录

·车辆工程·战场目标侦察识别系统设计……………………………………安钢樊新海刘维平等（l）24-28利用层次分析法冗余性进行群体决策…………………………………………王良嘲（l）29～31坦克发动机技术状况的两种模糊诊断模型……………………毕小平张更云韩树等（l）32-35坦克柴油机比油耗实车测试的研究………………………………韩树张更云毕小平门）36-39紊流火焰生长的现象学模型……………………………………毕小平韩树张更云等（2）12～15弹性联轴器在坦克传动系统中的应用……………………………………李军高连华（2）16-20威布尔…     

紊流风场下无人机飞行状态多模型估计算法

针对紊流风场环境下飞行速度因模型参数发生变化导致单一固定参数滤波器精度降低的问题,提出了一种无人机飞行状态多模型估计算法.在建立单一固定模型紊流风场有色噪声卡尔曼滤波器的基础上,采用多模型自适应卡尔曼估计,得到飞行速度的最优状态估计.仿真结果表明,多模型估计算法在模型参数发生变化时能有效地减小紊流风场对无人机飞行速度的影响,满足飞行速度控制输入的精度要求.     

环管型燃烧室火焰筒热弹塑性应力应变分析

针对环管型燃烧室火焰筒主燃孔裂纹和联焰管变形裂纹等故障,通过数值方法对火焰筒进行了稳态结构静力学计算。利用直接法获取了火焰筒温度场分布,并综合考虑材料的热弹塑性和火焰筒的复杂多孔结构对火焰筒进行了热应力应变分析,发现两侧联焰管根部下沿以及3、4、8、9号主燃孔附近气膜挡板边沿产生热应力集中,同时出现了塑性应变和大范围弹性应变,与实际火焰筒故障较吻合,验证了利用直接法获取的火焰筒温度场有利于获得较准确的火焰筒热应力应变分布的结论。     

室内火灾轰燃喷出火焰的数值模拟研究

利用FDS软件等对小规模轰燃后火灾的喷出火焰进行了数值模拟,得到了喷出火焰的根部温度、平均温度、辐射热通量等重要参数的模拟结果;将这些模拟结果与同等条件下的实验结果进行了对比分析,发现二者之间比较吻合。研究表明：利用FDS等模拟喷出火焰的可靠性较高,根据模拟结果可以进一步研究喷出火焰的有关问题。     

管输水力摩阻不分区计算与实验研究

长输管道输送一般处于紊流区,紊流区的水力摩阻计算一直采用分区计算的方法,涉及到的公式较多,使用起来不方便,并且分区附近存在数值跃变;由于混合摩擦区的计算通常采用近似公式,误差增加,最大甚至可达百分之十几。科尔布鲁克公式被公认为是计算混合摩擦区摩阻因数的准确公式,也可近似地用于水力光滑区和完全粗糙区的计算。文中给出了基于科尔布鲁克公式的水力摩阻计算公式,用该公式统一紊流区水力摩阻计算,并对不同油品在同一管道中流动的水力摩阻损失进行了实验研究,用实验数据分析了水力摩阻计算公式的误差。研究表明,紊流区的水力摩阻计算可不分区,均采用科尔布鲁克公式,以利于工程计算,同时可提高混合摩擦区的计算精度。     

室内火灾旋转火焰燃烧特性实验研究

在小尺寸实验中重现了火焰的旋转现象,并在没有外部鼓风的情况下,实现了旋转火焰自发产生;对室内火灾的旋转火焰现象进行了描述,得出旋转火焰具有自旋、根部变细、焰柱增长和旋转中心飘移等特征;并进一步分析了旋转与非旋转火焰各火灾参数的不同,结果表明,旋转火焰比非旋转火焰具有更大的火灾危险性。     

测量信噪比与导弹姿态的火焰衰减建模方法

发动机火焰衰减是影响导弹武器系统中通信系统工作性能的重要因素。为了客观评定复杂电磁环境下武器系统工作性能,需建立准确的发动机火焰衰减模型。提出了基于测量导弹信噪比和导弹飞行姿态的发动机火焰衰减建模方法,并对模型进行了校验,成功将火焰衰减模型应用于系统性能的仿真计算与工程研制当中。     

管道热边界层理论的研究

研究了高粘性液体管道流动的热边界层理论。利用圆柱坐标粘性流运动基本微分方程,提出了管道热边界层方程,推导出边界层中的温度分布以及层流和紊流时热边界层厚度的常微分方程和解析解计算表达式,并通过Matlab编程实例,给出了热边界层厚度解析解与数值解的比较。计算结果表明:1)粘性的影响将使得热边界层的发展加快,随着粘性和流量的增大,其影响将更加显著;2)紊流时热边界层的发展比层流时要慢。     

粉末燃料冲压发动机内镁粉尘云层流燃烧模型

对粉末燃料冲压发动机预燃室内镁粉尘云燃烧过程进行了研究,建立了镁粉尘云的一维层流预混燃烧模型。研究表明,镁粉尘云层流火焰传播很稳定,燃烧过程中火焰结构基本不变,燃烧区很薄,而预热区厚度约是燃烧区的2-3倍。粉尘云中镁颗粒的蒸发和气相镁与氧气的均相反应是产生火焰的直接原因,也是火焰得以传播的关键。预热区气相温度升高主要靠燃烧区气体的导热和扩散过来的气相镁与氧气反应释放热量,而预热区颗粒相温度升高主要靠气相对其对流传热。分析了各参数对粉尘云燃烧的影响,颗粒相对浓度对粉尘云燃烧的影响比较复杂,在浓度较低的情况下,增大颗粒相对浓度有利于粉尘云快速燃烧;而在浓度较高的情况下,增大颗粒相对浓度则不利于粉尘云快速燃烧。随颗粒粒径的增加,火焰传播速度减小,火焰温度升高,预热区厚度增大。火焰传播速度和火焰温度随粉尘云初温增加线性增长,预热区厚度随粉尘云初温增加抛物线增长。数值模拟与文献中试验结果的变化趋势相一致。     

狭长受限空间油气爆炸关键现象研究

以汽油油气混合物为研究对象,在狭长密闭管道中进行了油气爆炸实验,通过压阻式传感器测试爆炸过程中的压强信号,得到狭长受限空间中油气爆炸的基本参数。通过对实验结果的对比分析,发现狭长受限空间内的油气爆炸可以分为4个阶段：平滑加速阶段、湍流发展阶段、振荡激化阶段和余波阶段;一定强度的湍流流场可抑制链化学反应速度和火焰传播速度;振荡激化阶段发生在管道末端。为狭长密闭空间内油气爆炸的预防和抑爆技术研究提供了参考。     

油料洞库油气爆炸抑制数值模拟

根据受限空间油气爆炸及抑爆过程的发展规律和机理以及爆炸燃烧和抑爆的特点,建立了基于分步反应控制机理的爆炸燃烧及抑爆模型,解决了爆炸及抑爆发展过程中火焰和压力波相互耦合机制,克服了化学反应与多相流动耦合时计算和存储方面的困难,缓解了控制方程求解时的"刚性",数值仿真结果与实验吻合较好。研究显示,火焰在传播过程中,由于受到湍流和气体流动影响,形状不断发生变化,不是一直加速传播的,而是呈一定波动范围加速传播的;在狭长受限空间内,油气混合物的爆炸压力和火焰速度会大幅升高,不加以抑制将导致严重的破坏后果;在抑爆区由于抑爆剂强烈的物理、化学抑制作用以及两相间进行的能量和动量交换,充满抑爆区的抑爆剂云(雾)能很好地阻断爆炸燃烧火焰的持续传播,从而使爆炸压力失去油气持续燃烧所提供能量的补充而迅速衰减,爆炸传播迅速得到抑制。     

油料火灾爆炸模拟实验系统与测试技术

针对受限空间油料火灾爆炸发生、发展、控制、抑制实验的需要,研制了一系列模拟实验台架及关键参数测试系统。所研制的一系列模拟实验台架为各种工况的油料火灾爆炸模拟实验研究提供了完备的科研条件和支撑;研制的超动态数据采集与分析系统能对冲击波压力、瞬时温度、火焰识别、爆燃向爆轰演化(DDT)过程等进行连续捕捉、测试、分析;研制的基于紫外火焰探测、数字信号处理和网络化智能探测技术的油气爆炸火焰传播速度测试系统较传统的火焰传感器具有高灵敏度、零误报、探测距离远的特点。     

利用OH-PLIF技术显示超声速燃烧的火焰结构

针对在来流马赫数为1.72的空气来流中横向喷注氢气发生超声速燃烧的流场,利用平面激光诱导氢氧基荧光(OH-PLIF)技术,对超燃燃烧室中三个不同的流向截面进行了二维成像测量。选择波长为283.553nm的染料激光倍频光作为激发光,可近似认为获得的OH基荧光信号强度与OH基的摩尔分数成正比。瞬态的OH基PLIF图像揭示了超声速燃烧火焰结构具有高度湍流特性,在凹腔内部存在稳定的燃烧区,为整个燃烧反应提供值班火焰,起到了促进和稳定超声速燃烧的作用。超燃火焰在沿流向传播的同时还沿径向传播,凹腔展向尺度增大时火焰沿流向的火焰区会有所减小。     

Impact of atmospheric turbulence on coherent beam combining for laser weapon systems

The performance of a laser weapon system based on coherent beam combining (CBC) depends on its propagation properties in the atmosphere. In this study, an analytical model based on partial coherent beam combining (PCBC) for assumed coherence coefficients between beams in a CBC lattice was developed. The Kolmogorov model of atmospheric turbulence and the Hufnagel-Valley model of Cn2 dependence on atmospheric parameters were implemented. Novel simplified metrics were proposed to assess the CBC performance. Several beam profiles (super-Gaussian, truncated Gaussian, etc.) and ge-ometries were analyzed in terms of maximal intensity in the far field. An approximate formula for PCBC efficiency dependent on the Fried radius was proposed. The results of CBC modeling were compared to those of the Gaussian beam propagation model in a turbulent atmosphere. The dependence of CBC performance on the Cn2 parameter, range, and elevation angle was analyzed. It could be concluded that the application of CBC for medium and long range propagation is impractical without an effective adaptive optics system.     

1D study of the detonation phenomenon and its influence on the interior ballistics of the combustion light gas gun

One-dimensional simulations with a detailed hydrogen-oxygen reaction mechanism have been performed to investigate detonation phenomenon in a combustion light gas gun (CLGG). Convection fluxes of the Navier-Stokes equations are solved using the WAF (weighted average flux) scheme HLLC Riemann solver. A high resolution fifth-order WENO scheme for the variable extrapolation at the volume interface and a fourth-order Runge-Kutta scheme for the time advancement are used. Validation tests of the stoichiometric hydrogen-oxygen deflagration to detonation transition process shows good agreement between the computed results and the analytical and documented solutions, demonstrating the reliability on the detonation simulation of the current scheme. Simulation results of the interior ballistic process of the CLGG show that the flame propagation experiences three distinct stages. The blast detonation wave causes a high-pressure shock and hazardous oscillations in the chamber and makes the projectile accelerate with fluctuations, but has only a small improvement to the muzzle velocity.     

空气/煤油/水燃气发生器点火特性试验

燃气发生器是超燃冲压发动机地面试验系统中的关键设备,为提高系统安全性和经济性设计了空气/煤油/水燃气发生器,在富燃状态下进行了一系列点火试验,试验结果表明:该型燃气发生器,实现可靠点火的余氧系数下限为0.51;水的加入使得化学反应速率和火焰传播速度降低,燃气发生器点火和火焰稳定困难,提高余氧系数可以提高点火可靠性。同时,水的加入容易引起燃烧不稳定,通过提高余氧系数来消除低频不稳定燃烧。     

空气/煤油/水燃气发生器点火特性试验研究

燃气发生器是超燃冲压发动机地面试验系统中的关键设备,为提高系统安全性和经济性设计了空气/煤油/水燃气发生器,在富燃状态下进行了一系列点火试验,试验结果表明：该型燃气发生器,实现可靠点火的余氧系数下限为0.51;水的加入使得化学反应速率和火焰传播速度降低,燃气发生器点火和火焰稳定困难,提高余氧系数可以提高点火可靠性。同时水的加入容易引起燃烧不稳定,通过提高余氧系数可消除低频不稳定燃烧。     

水下航行器不同燃料燃烧性能的仿真研究

为了解热动力水下航行器不同燃料的燃烧性能,利用FLUENT软件,分别对OTTO-Ⅱ单组元燃料和HAP+OTTO-Ⅱ+H2O的三组元燃料在旋转燃烧室内的两相湍流燃烧进行了数值仿真.湍流计算采用标准模型κ-ε、气相燃烧采用ED模型、液相采用离散液滴模型.得到两种燃料在燃烧室内的温度分布,化学反应速率分布、燃烧产物CO2和CO的质量分数分布以及两种燃料液滴的运动轨迹,并对计算结果进行了比较和分析.结果表明,三组元燃料的燃烧性能要优于单组元燃料的燃烧性能,但由于三组元液滴蒸发较慢,对燃烧稳定性造成影响.