基于圖像處理技術(shù)的飛行器表面?zhèn)鳠釡y量與計(jì)算方法.pdf

1、中山大學(xué)博士學(xué)位論文基于圖像處理技術(shù)的飛行器表面?zhèn)鳠釡y量與計(jì)算方法姓名：蔡澤民申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：應(yīng)用數(shù)學(xué)指導(dǎo)教師：賴劍煌20090604摘要1、發(fā)展了一套完善的TSP圖像自動配準(zhǔn)方案。由于實(shí)驗(yàn)過程中飛行器模型受強(qiáng)氣流的影響，其位置和形狀可能發(fā)生了改變。我們首先將目標(biāo)模型從原始TSP圖像中自動定位出來，并對目標(biāo)圖像上的特征點(diǎn)進(jìn)行檢測，根據(jù)特征點(diǎn)的位置，提出了雙方向多項(xiàng)式變換配準(zhǔn)方法。通過配準(zhǔn)，有效避免了由于位置偏移和形變所造成的誤差

2、。2、提出了超完備字典學(xué)習(xí)算法。通過分析，弱P圖像上的噪聲對于熱通量的計(jì)算存在著嚴(yán)重的影響。在自然圖像和合成圖像上的實(shí)驗(yàn)表明了，基于自適應(yīng)超完備字典的去噪效果優(yōu)于變分類方法和小波類方法。算法從TSP圖像本身訓(xùn)練得到自適應(yīng)字典，字典學(xué)習(xí)過程轉(zhuǎn)化為一個帶約束的二次規(guī)劃問題，利用投影梯度方法求解速度快、精度高。自適應(yīng)字典能有效降低TSP圖像上的噪聲對熱通量恢復(fù)的影響，很大程度上提高了計(jì)算結(jié)果的精度，恢復(fù)正確的傳熱現(xiàn)象3、擴(kuò)展了傳統(tǒng)的有限差分算

3、法，求解雙層結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)正問題。為了能通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證熱通量的計(jì)算結(jié)果，同時也是對飛行器表面溫度變化的分析，本文對雙層結(jié)構(gòu)傳熱正問題進(jìn)行了研究。有別于單層結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)問題，我們對雙層熱傳導(dǎo)問題中的兩層分別作不同的網(wǎng)格剖分，利用匹配條件建立起兩層之間的聯(lián)系，從而將單層問題的有限差分方法擴(kuò)展到對雙層熱傳導(dǎo)問題的求解。此外，我們還分析了當(dāng)雙層熱傳導(dǎo)方程中的系數(shù)是關(guān)于溫度的函數(shù)的情形，同樣給出了數(shù)值解法。4、發(fā)展了求解熱通量的一般解析解和數(shù)值解法

4、。本文通過對雙層結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)方程作Laplace變換，將其轉(zhuǎn)換到拉氏域運(yùn)算，在將結(jié)果轉(zhuǎn)回時域方程時，巧妙地運(yùn)用了圍線積分方法，首次給出了雙層結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)反問題的一般解析式，并對當(dāng)基質(zhì)層具有高傳熱性能和低傳熱性能兩種特殊情況進(jìn)行分析。文章還探索性地考慮了飛行器模型上周圍其他點(diǎn)對當(dāng)前點(diǎn)在傳熱上的影響，即三維非穩(wěn)態(tài)傳熱分析，并給出了熱通量的三維解析結(jié)果。為了能夠處理在飛行過程中，聚合物涂層和基質(zhì)層熱屬性隨溫度而改變的情況，文章提出了一套由粗到精的