多点聚焦的太阳能柱式吸热器能流分布研究

塔式太阳能热发电站定日镜场通常采用多点聚焦策略来降低吸热器表面辐射能流的不均匀性,防止发生过热故障。文中以塔式电站柱式吸热器单根吸热管为研究对象,采用具有多个极大值的高斯函数来描述多点聚焦时吸热管表面具有多个能流集中点的辐射能流分布,数值模拟分析吸热管的热参数特性。结果显示:聚焦点个数一定时,存在最优的聚焦点位置,使得吸热管表面辐射能流不均匀性最低。同时随着聚焦点个数增加,吸热管表面辐射能流更加均匀,最大壁温减小,而轴向最大绝对温度梯度增大。因此对于多点聚焦,应综合考虑吸热管的热参数,选择最优化的聚焦点个数和聚焦点位置。

一种面向非视距环境的涅尔区全息多点聚焦方法

菲涅尔区多点聚焦已成为一种应用广泛的电磁能量聚合方法。然而,多点聚焦的能量传输效率受无线环境特别是非视距(Non-Line of Sight,NLOS)环境的影响较大。针对该问题,首先研究了可编程超表面的功能模型,在此基础上,提出一种基于可编程超表面的菲涅尔区全息多点聚焦方法;然后,针对该方法中的超表面结构单元、可编程超表面及其聚焦和准直特性进行了仿真分析。仿真结果表明,在相同的NLOS环境下,不采用可编程超表面的方法传输效率不高于5%;而所提方法允许针对不同无线设备以最适宜的方式进行电磁传播规律的编程定制,最高具有近60%的传播效率。因此,所提方法能够有效突破NLOS环境的限制,大大提高菲涅尔区多点聚焦的传输效率,有望应用在医疗超声、光学成像、无线能量传输、新一代移动通信等多个领域。

超声多点聚焦成像检测技术优势分析研究

利用超声多点聚焦检测技术检测钢制对接焊接接头可使缺陷的检出与定量更为精确、有效。在检测结果的自动记录图上,除A型显示外,还有B型、C型及S型显示,提供了缺陷的三向视图。

多点聚焦下腔式吸热器水动力特性的研究

塔式太阳能热发电系统中,由于镜场辐射投射到吸热器受热面上同一目标点(即单点聚焦),造成受热面局部区域高度集中,呈现出时间和空间分布的不均匀现象,导致系统工质流量分配及水循环安全特性恶化。为此,在前面研究的基础上,研究了多点聚焦方式下,腔式吸热器热负荷分布和受热管组内工质流量分配、热偏差及流动特性,为塔式太阳能腔式吸热器安全运行及其水动力特性优化控制提供参考。

坑道直流聚焦多点电源探测聚焦与偏转效应研究

为增加直流电法水平勘探深度,准确查明掘进前方异常体的具体方位,减少机电设备、轨道、地形起伏、电磁干扰等因素对探测结果的影响,开展了直流聚焦多点电源探测聚焦与偏转效应正演模拟。据聚焦电法探测机理,采用有限单元法对空间多点电源场各节点电位进行求解,并推导空间场的电场线微分方程。利用COMSOL软件建立三维地电几何模型,通过改变屏蔽电极与主电极发射电流强度,对不同异常地质情况下的空间电流场聚焦分布特征及电位变化百分比曲线变化规律进行有限元数值模拟。结果表明:聚焦效应探测可增加掘进工作面正前方空间电场线的分布密度,使异常体探测会更加敏感;当掘进工作面正前方存有异常体时,聚焦效应相比无聚焦效应探测效果较好,至少可增大50%的探测距离,且随着屏蔽电流增大,探测效果越好,但对至掘进工作面18 m外的异常体探测效果变化不大;当异常体为低阻体时,电位变化百分比的值为负,反之为正;当异常体偏离坑道中心轴线时,探测效果随着偏离距的增大逐渐变差,此时通过改变屏蔽电流大小使探测电场进行偏转扫描探测,依据主电极四周各方位测量电极的电位变化百分比的变化规律确定出异常体的具体方位。

煤巷聚焦多点电源探测电场超前扫描控制策略

为实现煤巷聚焦多点电源有效探测电场聚焦深度扫描和偏转角度扫描,准确把握有效探测电场的变化规律,根据超前扫描探测机理,利用高斯定理,采用两种不同的方法对积分过程进行求解,推导单根有限长均匀带电直线电极的电场线方程。利用电场线空间分布的对称性,归纳推理共面多电极电场线方程。改变聚焦屏流比系数,计算有效探测电场线边界线方程,分析平均电流密度及空间立体角变化规律;同时改变聚焦屏流比系数和偏转屏流比系数,分析电场边界线下边界角及偏转角变化规律,确定出超前扫描探测主电极与约束电极发射电流取值范围。此研究为野外开展聚焦多点电源电法勘探提供技术指导,对完善聚焦电法勘探机理,推动该技术理论发展具有重要意义。

岩石薄片显微图像采集自动聚焦方法

针对在岩石薄片显微图像采集过程中无法准确聚焦的问题,提出一种基于Sobel算子变步长聚焦的方法。此算法利用Sobel算子检测岩石颗粒边缘信息,判断空白位置,选择颗粒丰富区域设计清晰度评价函数进行聚焦。首先选取多个聚焦位置,再采用Sobel算子对各个聚焦位置进行边缘提取,判断各位置是否为空白区域,对于非空白视场,选取清晰度值最大的两个位置求和示意该视场清晰度值,最后根据清晰度曲线斜率变化情况,在爬坡法的基础上调整单次步长,实现步长适应聚焦。实验结果表明该算法具有单峰、准确、快速、灵敏度高等特性。

一种基于引导滤波的多焦红外图像增强算法

红外成像已经广泛应用到军事和空间当中，但由于其对比度较低，往往需要增加图像增强算法以改善视觉效果。在视频检测、跟踪等系统中，为了同时获得不同距离场景的图像，需要多焦图像融合技术。然而，基于红外的视觉系统中，红外图像增强和多焦融合分别实现意味着需要更高的时间和空间成本。基于此，本文提出了一种基于引导滤波的多焦红外图像增强算法。该算法首先通过引导滤波算法将图像分为细节层和背景层，接着基于细节层图像建立局部清晰度评价函数并选择出每个图像中的聚焦像素，再将聚焦像素背景层和细节层按细节增强方法重新绑定。实验结果表明，提出的算法能实现多焦红外图像的快速融合增强，具有广泛的应用前景。

基于光学传输矩阵的迭代聚焦方法

在光学传输矩阵的基础上,提出一种基于weighted Gerchberg-Saxton(GSW)算法的迭代聚焦方法。将利用传输矩阵求解调制相位的过程抽象为相位恢复问题,将传输矩阵与均方优化算子作为散射系统变换算子来迭代优化调制相位。通过仿真和实验证明,相比相位共轭法、均方优化算子,所提方法具有更显著的多点聚焦效果,为光场能量调控领域提供了新的思路。