三颗导航星二维测速解算模型及其误差分析和精度计算

给出了用户接收机只收到三颗导航卫星信号时的二维测速解算模型及其解算方法,并做了模拟解算。从改变测速参数数值的多次解算结果表明,该解算模型及其解算方法正确。文中对该解算模型用于工程中的测速误差做了分析,计算了测速精度,计算结果表明解算模型及其解算方法能够满足工程应用,并阐述了导航接收机具有三颗导航星二维测速功能的必要性。

基于FPGA的二维相关测速方法研究

在对双继电器相关函数的讨论的基础上 ,提出了一种基于FPGA的二维相关测速算法。该算法中以异或逻辑运算代替常规算法中的乘法 ,可以利用FPGA同时处理几十甚至上百路的运算 ,提高了相关运算的速度 ,使得利用二维相关算法测量运动物体的速度成为可能。

二维粒子图像测速系统的研制

研制了一套二维粒子图像测速系统 ,该系统采用 CCD对流场中的示踪粒子视频图像进行采集 ,以拓扑映射的新方法完成粒子像对的匹配 ;整个过程无需人工干预 ,处理结果迅速、准确、可靠 ,如每处理一幅图像仅需 5分钟 ,匹配准确度达 95 %以上 ,其结果可给出被测流场的速度分量、速度矢量、等流函数线和等涡线等 .该系统与业已建成的多相分离实验模拟系统相配套 ,可用来对多种设备内流场进行多参数、多工况实验诊断 ,为揭示设备工作机理、优化设备结构等提供了有效手段 .

应用二维激光测速系统研究面流消能的紊动特性

本文应用二维激光测速系统对面流消能工下游典型流态的紊动特性进行了系统的试验研究,得到了不同来流条件下面流的时均流速、紊动强度及雷诺应力等沿主流与回流区的分布特征;计算并绘制了流线图,由此分析了淹没面流时底旋滚长度和佛劳德数的关系。对紊动能量的转换过程及耗散特征进行了计算分析,初步探明了消能机理。

二维计数跟踪型激光多普勒测速系统的智能化及其应用

二维计数跟踪型激光多普勒测速系统利用两个计数跟踪光电混合反馈环路来分离并测量速度的二维分量。通过智能控制,寻找适当的初始光学频移档次,使得光电信号的有效频率成分分别进入各自对应的信号处理器处理带宽内,同时监视LDA的工作状态,对采集得到的两个环路的光电信号频率及相应的光学频移量,进行一系列的信号处理工作,最终可获得测量点的二维速度分量。二维智能计数跟踪型LDA在非对称突扩管道的流场测量中的应用结果,证实了该套系统的研制是成功的。

某水电站主变室通风的二维粒子图像测速技术热态模型试验研究

在试验研究中考察了送风速度和热源发热量对工作区气流组织的影响。试验结果显示,主变室的热源发热量从107kW增大到178kW时,气流流场变化不大;送风速度从1.8m/s增大到3.3m/s时,气流流场存在较大变化。表明对于有集中热源且采用下送上回气流组织的房间,机械力较热浮升力对气流流场有更大的主导作用。

基于二维激光多普勒测速仪的捷联式车载自主重力测量方法

传统的车载重力测量通常采用捷联惯导系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)/全球导航卫星定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)组合的方式,但是在如山谷、隧道以及高楼林立等特殊环境下,GNSS信号会受到遮挡,导致重力测量系统精度下降。针对特殊环境下传统车载重力测量方法精度下降的问题,提出了一种基于捷联惯导系统/二维激光多普勒测速仪(Laser Doppler Velocimeter,LDV)组合的车载重力测量方式,分析了系统重力测量原理和误差模型,设计了滤波器方案,通过车载重力测量实验对系统精度进行了验证。实验针对丛林遮蔽的山地环境下完成了六条重复测线重力测量,同时比对SINS/GNSS组合重力测量系统的测量精度,其中SINS/GNSS组合系统的单条测线内符合精度最大为2.46 mGal,最小为1.03 mGal,总内符合精度为1.53 mGal;SINS/LDV组合系统的单条测线内符合精度最大为1.05 mGal,最小为0.47 mGal,总内符合精度为0.70 mGal,其总内符合精度相比于SINS/GNSS组合系统提高了约53%。车载重力测量实验证明了SINS/LDV组合重力测量系统在卫星信号拒止环境下的有效性。

基于二维激光多普勒测速仪的车载组合导航系统

为了减小由车式载体上下颠簸而引入的测量误差,设计了二维结构的激光多普勒测速仪2-D LDV(laser Doppler velocimeter),并将其与捷联惯导组合导航。阐述了二维激光多普勒测速技术的基本原理,详细讨论了其与捷联惯导组合的具体结构并进行了车载实验。理论和实验结果表明:2-D LDV减小了由于车辆上下颠簸而引入的测量误差,进一步提高了导航精度。车辆行驶总里程为29.67 km,纯捷联惯导的位置误差为936 m,1-D LDV/SINS组合系统的位置误差17.2 m,而2-D LDV/SINS组合系统的位置误差仅有7.1 m,相对于1-D LDV/SINS,2-D LDV/SINS更适合于车载组合导航系统。

二维PIV图像处理算法

在二维 PIV的图像处理中 ,本文从互相关技术出发 ,建立了相应的连续两幅图像之间的粒子对应方法 ,提出了误对应速度向量的判断和消除准则。通过粒子的标定、粒子的对应、误对应粒子速度向量的判断和消除等步骤建立了相应的二维射流的 PIV图像处理方法。利用日本可视化协会 (VSJ)提供的二维射流标准图像的处理 。

基于二维LDV低压流场速度测量的研究

在半导体制造领域中,IC装备工艺腔室流场的均匀性决定镀膜的质量。本文运用二维激光多普勒测速仪(LDV)对真空腔室进行内流场测量,研究了在不同进气量、不同腔室压强下,腔室各平面流速的分布规律。研究表明,粒子浓度和背景噪声是影响腔室流速测量的两大关键因素,采用四种方法有效地降低了背景噪声对信号的干扰;通过大量实验得出了LDV有效测量腔室流速的压力范围,以及腔室压强、进气量与流速之间的关系;验证了腔室内二级匀气装置具有均匀布气的功能。研究结果能为IC装备的设计提供数据支持。

陆用组合导航中二维激光多普勒测速仪的标定方法

为了抑制车辆颠簸及载重变化对一维激光多普勒测速仪的影响,设计了一种二维激光多普勒测速仪。针对其使用过程中的误差参数,提出了一种差分全球定位系统辅助的Kalman滤波标定方法,并设计了车载组合导航实验验证了该方法的有效性。由补偿后的二维激光多普勒测速仪与陀螺数据航迹推算的最大水平位置和最大高度的误差分别为5.5m和0.36m。结果表明,该标定方法是有效的,补偿后的二维激光多普勒测速仪能大大提高导航的水平定位精度,且能给出高精度的高度信息。

基于二维激光多普勒测速仪建立新组合导航系统的方法

为了提高车辆在行驶过程中的测量精度,提出一种利用二维激光多普勒测速仪(2D LDV)和捷联惯性导航系统(SINS)建立新的组合导航系统的方法。阐述了2D LDV的基本原理,并且详细讨论了由2D LDV和SINS组成的新的组合导航系统进行位置解算的过程。理论及实验结果表明:新的组合导航系统很好地抑制了纯惯性导航误差发散的特性;相比于由一维激光多普勒测速仪构成的组合导航系统,2D LDV提高了载体速度测量的精度,从而进一步提高了组合系统的导航精度。新的组合导航系统两次实验在2.2 h内的定位误差分别只有5.9 m和5.2 m。

直角Z形组合双弯管流动特性的研究

多片焊接弯管是火、核电厂循环供水管路系统中应用最多的形变件,最常见的安装形式是两个弯管的0°组合。当弯管间距较小时,会出现上、下游弯管管内流动的相互影响。本研究采用二维激光多普勒测速仪和五孔探针测得4片90°弯管Z形组合在不同弯管间距下水流特征断面上的三维流场、压力分布以及紊动特性的沿程变化等。并以此探求双弯管局部阻力相邻影响的机理。限于篇幅,本文仅对测得的水平直径轴向流速分布以及特征断面上二次流形态进行了分析,指出双弯管间相邻影响系数的变化规律受弯管二次流动、涡流区、弯管进出口流速核大小以及上、下游弯管间流速分布调整程度等4个方面的制约;弯管间过渡直管段的长短是改变局部阻力相邻影响的关键因素。

平板气膜冷却孔下游湍流场的试验研究

利用二维粒子图像测速(PIV)技术,在吹风比为0.5和1.0、雷诺数为480时,对平板直冷却孔和弯曲冷却孔下游湍流场的流动结构进行了测量,得到了中心截面及射流下游4个流向横截面上的平均速度、涡量分布以及烟雾显示照片,并分析了弯曲冷却孔通道对下游涡结构沿流向演化过程的影响.结果表明:冷却孔射流具有较低的射流轨迹,可以增强气膜的贴附效果,有利于提高冷却效率;弯曲冷却孔能为气膜提供较强的横向动量,使其具有较高的横向扩展能力,从而改善气膜的侧向覆盖效果.

风力机叶片周围流场的PIV测试

在直流式低速风洞中,应用二维PIV系统,对水平轴风力机叶片周围流场进行了测试,揭示了在设计风速下,气流以相对风速流过叶片时,叶片周围流场的分布规律。在各个测试截面内,吸力面气流速度均高于相对风速,压力面气流速度均低于相对风速;气流沿叶片表面流动未发生分离时,叶片吸力面速度最大区域位于截面翼型最大厚度处;发生分离时,越靠近叶根位置,吸力面速度最大区域越向下游迁移,且分离点越靠近翼型前缘;叶尖部位存在从翼型后缘看为逆时针旋转的涡流,呈螺旋状向下游传播。PIV测试分析为叶片最佳空气动力学特性的设计提供了指导,并取得了大空间单烟雾发生器直流风洞的PIV实验经验。

低压流场速度测量的不确定度分析

激光多普勒测速技术被广泛应用于流速测量领域。在搭建好的真空气流检测实验平台基础上,运用二维激光多普勒测速仪对真空腔室进行流速测量;为了减小测速系统的测量误差,对真空腔室流速测量不确定度的来源及评定进行了分析与说明,得到了真空腔室流速测量的合成相对标准不确定度和相对扩展不确定度。研究表明:LDV重复性测速和进气量估读引起的不确定度较大,而LDV系统误差和其它因素引起的不确定度较小。研究结果对后期真空腔室流速测量有一定指导意义。

双组水平喷嘴撞击流反应器流场POD分析

利用二维高速粒子图像测速技术研究双组分层水平对置撞击流湍流场,考察了双组喷嘴在不同Re、不同直径及上下径向射流不同工况下的流动结构,对速度场进行POD分解,提取流场中含能大尺度结构。结果表明,低阶本征模态拥有大尺度涡旋结构,流场涡旋结构明显,瞬时流场能量主要集中在一阶模态,易于描述整个流场的流动特征,脉动场的模态重构可以准确还原流场中的涡结构。L=3d工况下,不对称流场能量高于对称流场;低阶模态能量随喷嘴Re的增大而增大,而随喷嘴直径增大呈先递增后递减的趋势,直径d=10 mm的工况下所对应的一阶模态能量最高,涡强最大。

刘家峡右岸水电站模型试验的光路布置

使用二维激光多普勒测速仪 (L DV)对圆管中水流进行测速时 ,对于窗口的设置、利用反射镜前向接收的方法和侧向接收方式等问题 ,本文进行了探讨 ,并总结了测量中的一些实际经验。

水平对置撞击流的POD分析及混合特性

利用平面激光诱导荧光技术和二维高速粒子图像测速技术对浸没对置撞击流的湍流场进行了测量,利用本征正交分解方法对所测两喷嘴出口流体不同动量比(M)和不同喷嘴间距(L/d)下的流场进行分解,提取流场中含能大尺度结构.结果表明,撞击流瞬时流场的能量基本集中在1阶模态,M?1工况下,1阶模态的能量占总湍动能的比例最高,约为50%,2阶模态约占总湍动能的2%?5%,3阶模态约占2%,与4阶模态差异甚微;在L/d?3时前4阶模态能量占比最大,约为38.6%;低阶本征模态中存在明显的相干结构,主要位于非稳定径向射流附近区域,且大尺度的流动结构与撞击流的液相混合行为直接相关,流场中相干结构尺度越大,能量越大,越有利于快速均匀混合.