流動顯示與測量技術及其應用

目錄
第1章 引言 1
1.1 流動顯示和定量化流動顯示在流體力學發(fā)展中的地位與作用 1
1.2 流體力學面臨的問題和挑戰(zhàn) 9
1.3 近代流動顯示方法和技術的特點 11
1.4 關于理想的流體力學實驗觀測手段 12
1.5 流動顯示技術的分類綜合 13
參考文獻 15
第2章 流場的描述及觀測流場的時空尺度分析 18
2.1 流場的描述、流線、跡線和染色線 18
2.1.1 流體的基本運動 18
2.1.2 描述流動的基本方法 18
2.1.3 流線、軌跡線 21
2.1.4 染色線 24
2.1.5 流態(tài)的無不變性 30
2.1.6 流動流態(tài)的物理解說 31
2.2 觀測流動的時空尺度分析（實驗設計） 32
2.2.1 時間、空間尺度問題 32
2.2.2 流動的時空尺度分析 34
2.2.3 若干儀器的時空尺度舉例 37
2.2.4 理想的觀測手段 42
參考文獻 44
第3章 直接注入法流動顯示及其動力學問題 45
3.1 直接注入法流動顯示 45
3.1.1 空氣（風洞）介質 45
3.1.2 水流介質（水洞、水槽等）及水動力學的應用 53
3.1.3 注意要點 63
3.2 示蹤粒子動力學分析 64
參考文獻 74
第4章 表面流動顯示方法及分析 75
4.1 表面流動顯示方法 75
4.1.1 油流法（風洞） 75
4.1.2 染色液表面流動顯示法（水介質） 76
4.1.3 其他方法（詳見后面章節(jié)） 78
4.2 油流線及油流譜分析 78
4.2.1 油流線與壁面摩擦力線之間的關系 78
4.2.2 油流流譜特性分析 80
參考文獻 87
第5章 度量沿程密度的光學流動顯示 88
5.1 引言 88
5.2 沿光線光程的流動顯示方法的光學基礎 89
5.2.1 格代（格拉德斯通–代爾）公式 89
5.2.2 光線在非均勻折射場中的偏析 90
5.3 若干光學儀器原理簡介 91
第6章 激光空間流動顯示（光致發(fā)光） 100
6.1 引言 100
6.2 光的散射效應及米氏散射 101
6.3 光的非彈性散射及光致發(fā)光效應 102
6.4 激光誘導熒光（磷光）流動顯示 105
6.5 激光器及激光片光技術 109
6.6 應用舉例 119
參考文獻 130
第7章 流動圖像與圖像數(shù)字化的基本概念 131
7.1 光度、色度學等的基本概念 131
7.1.1 光度學（定量確定可見光） 131
7.1.2 色度學 134
7.2 數(shù)字信號的一些基本概念 140
7.3 數(shù)字圖像的一些基本概念 151
參考文獻 168
第8章 數(shù)字圖像處理的基本方法 169
8.1 引言 169
8.2 圖像的增強 169
8.2.1 對比度增強——對比度擴展技術 169
8.2.2 直方圖改善的圖像增強 171
8.2.3 圖像的平滑 175
8.2.4 圖像的銳化 179
8.2.5 假（偽）彩色增強處理 183
8.2.6 多光譜圖像增強 185
8.3 圖像的退化與復原 186
8.3.1 引言 186
8.3.2 一般的圖像復原模型 187
8.3.3 圖像的幾何校正 188
8.3.4 逆濾波法（空間頻率域） 192
8.3.5 均勻直線運動模糊的消除 194
第9章 三維圖像的攝取和處理 197
9.1 三維成像 197
9.1.1 透視變換模型 197
9.1.2 廣義坐標系 199
9.2 立體攝像及顯示 203
9.2.1 立體攝像 203
9.2.2 立體圖像顯示 204
9.3 由投影圖重建三維圖像 205
9.3.1 引言 205
9.3.2 傅里葉變換重建 206
第10章 流動顯示定量化的基本概念 211
10.1 引言 211
10.2 流動顯示的定量化 211
10.3 流動顯示定量化的基本系統(tǒng)組成——全流場觀測的基本系統(tǒng) 212
10.4 幾種流場定量化的方法和技術實例介紹 214
10.4.1 氫氣泡網(wǎng)格流動顯示定量化 214
10.4.2 激光誘導熒光技術 216
第11章 表面壓力、溫度定量化流動顯示 235
11.1 引言 235
11.2 壓敏漆技術 236
11.2.1 基本測壓原理 236
11.2.2 壓敏化技術簡介 238
11.2.3 誤差分析 240
11.2.4 實用例子 241
11.2.5 特色及問題 245
11.3 溫敏漆技術 245
11.3.1 溫敏漆原理 245
11.3.2 溫敏漆應用 247
11.4 熱色液晶技術 249
11.4.1 液晶：液態(tài)晶體 249
11.4.2 應用實例 249
11.5 紅外熱像儀技術 254
參考文獻 258
第12章 粒子圖像測速基礎 259
12.1 示蹤速度場測量技術概要 259
12.2 基本原理及組成 260
12.3 PIV的光源照明系統(tǒng) 262
12.4 PIV的記錄系統(tǒng) 268
12.5 粒子布散及粒子圖像——粒子問題是能否應用的關鍵 271
12.6 粒子位移大小問題 273
12.7 粒子圖像處理系統(tǒng) 273
12.8 判讀區(qū)大小和掃描判讀的選擇 280
12.9 數(shù)字粒子圖像測速系統(tǒng) 282
12.10 誤差分析 287
12.11 二維粒子圖像測速2D-PIV的應用技術 288
12.12 體視粒子圖像測速（SPIV） 300
12.12.1 體視粒子圖像測速簡介 301
12.12.2 數(shù)字體視粒子圖像測速系統(tǒng)原理簡介（DSPIV） 304
參考文獻 310
第13章 PIV及其應用 312
參考文獻 325
第14章 激光誘導熒光測速技術 326
14.1 引言 326
14.2 圖像相關測速 327
14.3 多普勒全場測速技術 329
參考文獻 335
第15章 光學干涉測量技術 336
15.1 干涉技術的基本原理 336
15.2 干涉條紋的反演計算 338
15.3 干涉法測量實例 340
15.4 數(shù)字全息干涉測量技術（標量場） 346
參考文獻 352