激光散斑空間濾波法測量納米流體速度的研究.pdf

1、納米流體作為一種新型的傳熱介質(zhì)，其導(dǎo)熱系數(shù)要比基液高很多，至今對其導(dǎo)熱機理的研究仍是該領(lǐng)域的研究熱點之一。目前大多數(shù)研究者認為，納米粒子的運動是提高流體導(dǎo)熱系數(shù)的一個重要原因。因此研究納米粒子的運動狀態(tài)對于研究納米流體的導(dǎo)熱機理具有重大的意義。本文通過理論和實驗相結(jié)合，研究了基于激光散斑的空間濾波速度測量方法，并對定向流動的納米流體速度測量進行了實驗驗證研究。
　　首先在理論上分析了納米流體的特性，對納米流體的穩(wěn)定性和導(dǎo)熱機理進行

2、了探討，繼而又在理論上分析了激光散斑的形成機理和散斑場的統(tǒng)計特性，對散斑計量技術(shù)（包括散斑干涉計量技術(shù)和散斑照相計量技術(shù)）作了簡單介紹。分析了納米流體作定向運動時，動態(tài)激光散斑的運動速度與納米流體運動速度之間的關(guān)系。
　　在空間濾波速度測量原理的基礎(chǔ)上，提出了一種基于面陣CCD空間濾波效應(yīng)的流體速度測量新方法。其實現(xiàn)的基本過程為:利用高速CCD獲取納米流體運動圖像，將散斑圖像轉(zhuǎn)換為灰度值矩陣，選取圖像的光敏感區(qū)域，對光敏感區(qū)域進行

3、隔行采樣以模擬光柵的空間濾波特性，進而獲得隔行采集的原始灰度信號，通過頻譜分析和頻譜圖趨勢項的提取，獲得信號尖峰頻率，即可計算出納米流體速度。
　　在測量原理研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了實驗方案、搭建了納米流體流動實驗臺，進行了激光照射納米流體形成散斑的實驗。獲得了靜止時和不同運動速度下所形成的散斑圖像，并分析了影響散斑圖像因素。在不同流量下，利用高速面陣CCD拍攝了納米流體流動的序列散斑圖，利用空間濾波測速原理進行隔行采樣和頻譜分析處理