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摘要：气泡广泛存在于各领域。流体中裹挟气泡,其工程流动性能就发生了变化。研究水中气泡的运动规律对于生产实际有。曝气是常用的工程措施,气泡羽流是曝气中产生的复杂的两相流动。大多学者在曝气设备的改进上做了大量的工作,但对曝气装置中气液两相流的运动规律、气相与液相之间的传质机理了解不多,因此,研究气泡羽流结构形态变化对于提高曝气效率、拓宽气泡羽流的应用范围是非常的。在前人研究的基础上继续粒子图像测速技术来研究气液两相流动变化,并研究了逆解析方法。所做的工作有：在总结前人研究的基础上研究了基于灰度互的RCC-PIV测速算法；研究了图像处理方法,总结了几种图像阈值分割的优缺点,大津法(Otsu's method)对图像阈值分割；在实验研究的基础上,研究了曝气装置中气泡羽流在不同工况下的流动情况；研究了水中气泡在上升的影响因子,将气液两相的速度考虑到气泡迁移运动方程的阻力系数中,使用逆解析的液相速度,与泰勒格林涡和E-E模型中的速度互校验,并与前人所做研究了对比。的有：(1)阈值分割对图像二值化后,的减少了噪声对流场的影响；基于灰度互的四次回归算法(RCC-PIV)克服了基于傅立叶变换在流速梯度的区域较易产生错误矢量的难题,使用这些方法提高了PIV技术计算流场的精度。(2)影响曝气装置中气泡羽流运动形态的变化的因素包括：压强、空隙率和纵横比。其中空隙率和纵横比是造成气泡羽流不稳定结构的主要原因。当空隙率,纵横比为1.0时,气泡羽流呈现“冷却塔”式的结构,涡旋结构对称稳定,旋度,氧气与水的接触时间和接触面积增大,于提高曝气效率。(3)将气液两相的速度考虑到阻力系数中后,逆解析的液相速度场的精度提高,互最大值由前人研究的0.91提高到现在的0.942,但提高幅度不大,的研究以提高计算精度。关键词：气泡羽流论文RCC-PIV算法论文空隙率论文纵横比论文逆解析论文
摘要3-4
Abstract4-8
1 绪论8-16
1.1 研究背景与8-10
1.2 气液两相流气泡羽流的研究进展10-12
1.3 水中气泡迁移运动的研究进展12-13
1.4 测速算法的研究进展13-14
1.5 的主要研究内容14-16
1.5.1 已完成工作的评价14-15
1.5.2 研究的主要内容15-16
2 分散相流场信息的16-26
2.1 流场图像预处理16-21
2.1.1 图像分割17-19
2.1.2 大津法(Otsu's method)19-20
2.1.3 图像的二值化处理20-21
2.2 气相速度场21-24
2.2.1 PIV测速技术的原理21
2.2.2 气相速度场的测定21-24
2.3 其它流场信息的24-26
3 气泡羽流运动规律的研究26-57
3.1 气液两相流流动的基本参数26-27
3.2 实验设备及实验条件27-28
3.2.1 实验设备27-28
3.2.2 实验条件28
3.3 结果及分析28-57
3.3.1 压强对气泡羽流运动规律的影响28-38
3.3.2 空隙率对气泡羽流运动规律的影响38-48
3.3.3 纵横比对气泡羽流运动的影响48-57
4 逆解析液相速度场及验证57-76
4.1 基本方程57-58
4.2 求解逆解析方程58-61
4.2.1 参数讨论58-59
4.2.2 逆解析方程求解59-61
4.3 逆解析程序校验61-76
4.3.1 泰勒-格林涡验证逆解析61-72
4.3.2 E-E(双流体模型)验证逆解析72-76
5 及建议76-78
5.1 76-77
5.2 建议77-78
致谢78-79