高超音速流场粒子图像测速示踪机理研究与应用
结题报告
批准号:
51475193
项目类别:
面上项目
资助金额:
85.0 万元
负责人:
杨华
依托单位:
学科分类:
E0511.机械测试理论与技术
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
熊有伦、任清荣、钟强龙、李勇、张步阳、梅爽、卢锦、欧阳振兴、冯佳乐
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中文摘要
高超音速流场测量是研制空天飞机、高超音速飞行器、巡航弹道导弹等国家重大战略装备的基础,粒子图像测速(Particle image velocimetry,简称PIV测量)是高超音速流场的全场非接触测量的有效方法,粒子示踪机理是影响高超音速流场PIV测量精度的最为关键因素。现有低速粒子的示踪机理无法适用于高超音速、非定常、高度非均匀流场的PIV高精度测量,已成为制约我国高性能PIV测量仪器自主研发的瓶颈。本项目拟建立高温、高压、高超音速状态下粒子的动力学和光散射性模型,提出粒子流动跟随性与可测量性的判断依据,揭示高超音速流场PIV测量粒子示踪机理,综合优化设计粒子的形状、尺寸、材料和密度等参数,研究纳米级固体示踪粒子可制造性,提升高超音速流场PIV测量精度,在空天飞机、高超音速飞行器等重大战略装备风洞试验的高超音速流场PIV测量中验证应用,具有十分重要的理论意义和应用价值。
英文摘要
Particle image velocimetry (PIV) for hypersonic flow measurement is a basis measurement technology for developing significant aerospace equipments, such as space planes, hypersonic aircraft, cruise missile and so on. Particles tracer mechanism is the most important factor that affects the precision of PIV measurement of hypersonic flow. The present existing particle tracking mechanism for low-speed flow can not be applied to PIV measurement of hypersonic flow, due to the unsteady, highly non-uniform flow dynamics. And this has become a theory bottleneck of independent research and development of significant aerospace equipment in our country. In this study, we intend to establish the dynamic model and light scattering model of particles in high-temperature, high-pressure, hypersonic flow, try to propose novel criterions of particle tracking characteristics and particle measurability. Then, the theory of particle tracking mechanism of PIV measurements of hypersonic flow will be established. The shape, size, material and density parameters of tracer particles will be designed by using modern optimization theory, and a new kind nanoscale solid tracer particle will be manufactured in order to apply it for PIV measurements of hypersonic flow in practical applications, such as wind tunnel tests of space plane, hypersonic aircraft and so on . This study has a very important theoretical significance and application value.
高超音速流场测量是研制空天飞机、高超音速飞行器、巡航弹道导弹等国家重大战略装备的基础,粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,简称PIV测量)是高超音速流场的全场非接触测量的有效方法,粒子示踪机理是影响高超音速流场PIV测量精度最为关键的因素。现有低速粒子的示踪机理无法适用于高超音速、非定常、高度非均匀流场的PIV高精度测量,已成为制约我国高性能PIV测量仪器自主研发的瓶颈。本项目建立高温、高压、高超音速状态下粒子的动力学和光散射性模型,提出粒子流动跟随性与可测量性的判断依据,揭示高超音速流场PIV测量粒子示踪机理,综合优化设计粒子的形状、尺寸、材料和密度等参数,研究纳米级固体示踪粒子可制造性,自主研制两代适用粒径范围0.2~0.3微米(TiO2,SiO2,Al2O3粉末)、浓度可用阀门调节的流化床式固体粒子发生器。本项目所研制的第二代流化床固体粒子发生器在中国空气动力研究与发展中心5Ma高速风洞中进行示范应用,实现了探月返回舱、超燃冲压发动机进气道、某型号高超音速导弹尾翼喷射等国防重大工程装备风洞实验PIV高时空分辨率定量测量。本项目主要研究成果:在PIV领域Exp in Fluids、MST顶级SCI期刊和ISPIV2017顶级国际学术会议上,共发表SCI收录论文18篇,EI收录论文7篇;申请国家发明专利13项,其中8项已授权;研制了两代高超音速固体粒子发生器;培养8名博士研究生、20名硕士研究生。研制的粒子发生器提升了高超音速流场PIV测量精度,在空天飞机、高超音速飞行器等重大战略装备风洞实验的高超音速流场PIV测量中验证应用,具有十分重要的理论意义和应用价值。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Outlier detection for particle image velocimetry data using a locally estimated noise variance
使用局部估计的噪声方差对粒子图像测速数据进行异常值检测
DOI:10.1088/1361-6501/aa5431
发表时间:2017-01
期刊:Measurement Science and Technology
影响因子:2.4
作者:Yong Lee;Hua Yang;ZhouPing Yin
通讯作者:ZhouPing Yin
DOI:10.1088/1361-6501/aa6511
发表时间:2017-03
期刊:Measurement Science and Technology
影响因子:2.4
作者:Qianglong Zhong;Hua Yang;Z. Yin
通讯作者:Qianglong Zhong;Hua Yang;Z. Yin
Robust Semantic Template Matching Using A Superpixel Region Binary Descriptor
使用超像素区域二进制描述符的鲁棒语义模板匹配
DOI:10.1109/tip.2019.2893743
发表时间:2019
期刊:IEEE Transactions on Image Processing
影响因子:10.6
作者:Hua Yang;Chenghui Huang;Feiyue Wang;Kaiyou Song;Zhouping Yin
通讯作者:Zhouping Yin
Robust visual tracking based on deep convolutional neural networks and kernelized correlation filters
基于深度卷积神经网络和核化相关滤波器的鲁棒视觉跟踪
DOI:10.1117/1.jei.27.2.023008
发表时间:2018-03-01
期刊:JOURNAL OF ELECTRONIC IMAGING
影响因子:1.1
作者:Yang, Hua;Zhong, Donghong;Yin, Zhouping
通讯作者:Yin, Zhouping
Multi-Scale Attention Deep Neural Network for Fast Accurate Object Detection
用于快速准确目标检测的多尺度注意力深度神经网络
DOI:10.1109/tcsvt.2018.2875449
发表时间:2019-10-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY
影响因子:8.4
作者:Song, Kaiyou;Yang, Hua;Yin, Zhouping
通讯作者:Yin, Zhouping
新型显示器件喷墨打印中缺陷形成机理与在线检测
  • 批准号:
    U22A20208
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    255.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    杨华
  • 依托单位:
高超声速三维流场光流粒子图像测速新原理
  • 批准号:
    51875228
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    杨华
  • 依托单位:
国内基金
海外基金