流场可视化技术及其在水环境中的应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1水环境问题与流场可视化 1

1.1.1水利设施与流体运动 1

1.1.2水处理反应器中的流体 2

1.2可视化技术 8

1.2.1可视化的研究内容及意义 9

1.2.2可视化技术的应用 10

1.2.3可视化技术的分类 11

1.3流场可视化 13

1.3.1流场可视化研究内容 14

1.3.2流场可视化特点 15

1.3.3流场可视化流程 16

1.3.4流场可视化分类 17

1.3.5流场可视化方法 21

1.4流场可视化技术应用前景 28

参考文献 31

第2章 流场测量技术 35

2.1技术概述 36

2.2常用流场测量技术 37

2.3粒子图像测速技术 40

2.3.1粒子图像测速技术概述 41

2.3.2 PIV技术原理及特点 43

2.3.3 PIV技术系统组成 44

2.3.4 PIV提取算法 48

2.4流场的相关参数 50

参考文献 52

第3章 气相速度场的可视化 56

3.1流场图像预处理 56

3.1.1图像的数值化 57

3.1.2图像阈值分割 60

3.1.3气泡图像的分割 67

3.1.4图像降噪与增强 72

3.1.5边缘提取 75

3.1.6图像拼接 76

3.2气相速度场获取 79

3.2.1图像灰度分布互相关法 80

3.2.2傅里叶变换法 81

3.2.3 BICC算法 86

3.2.4 RCC-PIV法 88

3.3气相流场数据后处理 89

3.3.1亚像素拟合 89

3.3.2错误矢量去除 90

3.3.3 4帧粒子跟踪测速算法 93

参考文献 97

第4章 液相速度场的可视化 100

4.1两相分离技术 100

4.1.1灰度分辨法 100

4.1.2粒径分辨法 101

4.1.3激光诱导荧光法 102

4.1.4中值滤波法 103

4.1.5滑移速度法 104

4.2逆解析技术 105

4.2.1逆解析原理 106

4.2.2逆解析方程求解 108

4.2.3逆解析参数的确定 109

4.2.4逆解析的优势 113

4.3逆解析算法的验证 115

4.3.1泰勒-格林涡验证逆解析 117

4.3.2欧拉-欧拉模型验证逆解析 127

参考文献 133

第5章 曝气池中流体可视化的研究与应用 135

5.1曝气池装置与系统 135

5.1.1装置模型 135

5.1.2装置系统 137

5.1.3氧转移模型 138

5.2曝气池中气泡运动规律 139

5.2.1曝气量对气泡运动的影响 139

5.2.2纵横比对气泡运动的影响 142

5.2.3曝气器布置间距对气泡运动的影响 144

5.3曝气池中氧传质规律 147

5.3.1不同曝气量下氧转移规律 149

5.3.2不同纵横比下氧转移规律 151

5.3.3不同曝气器布置间距下氧转移规律 152

5.4气泡运动对水处理效果的影响 154

5.4.1水处理装置图 154

5.4.2优化处理效果 156

参考文献 158

第6章 流场可视化应用实例 160

6.1流场可视化在水库研究中的应用 160

6.1.1水库堤坝的掺气减蚀研究 160

6.1.2水库流场模拟研究 162

6.2流场可视化在水土保持研究中的应用 166

6.2.1沙棘柔性坝概述 166

6.2.2可视化流场的获取 167

6.2.3流场的分析 174

6.3流场可视化在过鱼设施优化中的应用 177

6.3.1鱼道研究进展 178

6.3.2鱼道流场可视化 179

6.3.3流场模拟及可视化结果 182

参考文献 187