基于UP/PTV技术的明流床面颗粒状态试验观测方法研究

• 作者: 刘明潇 姬雅茹 米凯尔•瓜拉 孙东坡 孙羽
• 来源期刊: 应用基础与工程科学学报
• 关键词: 推移质 水下摄像 图像识别 颗粒跟踪 活性粒子 颤抖效应 起动阈值 概率密度
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 78-90
• 页数: 13页
• 分类号: TV131.6
• 语种: 中文
• DOI: 10.16058/j.issn.1005-0930.2021.01.007

摘要

明槽流中床沙运动及随机状态转换的试验研究水平依赖于高清图像的采集与颗粒踪迹的准确获取,为了提高试验精度与效率,借助UP/PTV技术进行了测试分析新方法的研究.首先探讨了水下无干扰图像采集系统的布置与技术要求,基于PTV原理,采用动态阈值、优化算法开发了基于Matlab平台的颗粒智能识别追踪程序PTP;引入活性粒子及颤抖效应,提出了0.2D50的颗粒临界活动域;通过多重滤波筛选可以提高样本数据有效性与降低颗粒定位误差.利用系列动床水槽试验和UP/PTV技术获取的床面颗粒较为完整的踪迹数据,进行了颗粒运动特征分析;颗粒速度的PDF显示出与Lajeunesse研究一致的细尾分布特性;由于采用比以往采集颗粒踪迹长5倍以上新数据,分析颗粒单步步长的PDF规律也明显优于以往如Roseberry的研究结果,验证了新方法的科学可行.