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基于TDLAS的二维温度场重建算法
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:O433[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽合肥230027, [2]中国科学技术大学工程与材料实验中心,安徽合肥230027
  • 相关基金:国家自然科学基金(11202204)、中央高校基本科研业务费专项资金(WK2091010001)
中文摘要:

可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术结合层析成像(CT)算法能实现流场温度、浓度等信息的二维重建测量。为研究层析成像算法对温度场二维重建质量的影响,实现了两种典型重建算法:代数迭代重建算法(ART)和模拟退火(SA)算法。在不同的射线分布和吸收谱线数目情况下,使用两种算法对给定单峰温度场和双峰温度场分别进行重建仿真,比较分析了两种算法的重建结果。仿真结果表明,影响代数迭代重建算法重建质量的主要因素是射线分布,而模拟退火算法则对吸收谱线数较为敏感;对于单峰温度场,代数迭代重建算法重建结果的最大偏差为5.6%,略好于使用6条吸收谱线时模拟退火算法重建结果的6.2%;对于双峰温度场,模拟退火算法重建结果的最大偏差为5.5%,而代数迭代重建算法的最大偏差则高达22%。

英文摘要:

Tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS) combining with computer tomography (CT) algorithm can realize 2D reconstruction measurement of temperature of flow field, concentration and so on. Two different typical algorithms including algebraic reconstruction technique (ART) algorithm and simulated annealing (SA) algorithm are implemented to study the influence of tomography algorithm on the 2D reconstruction quality of temperature field. Reconstruction simulations of unimodal temperature field and bimodal temperature field are done under different beam arrangements and absorption lines with two algorithms, and the reconstruction results of two algorithms are compared and analyzed. The simulation results indicate that the reconstruction quality of ART algorithms is mainly affected by the beam arrangement while the SA algorithm is more sensitive to the number of absorption spectral lines. More specifically, for unimodal temperature field, the maximum deviation of the reconstructed results of ART algorithm is 5.6%, which is slightly better than 6.2% of SA algorithm using 6 absorption lines. For bimodal temperature field, the maximum deviation of the reconstructed results of SA algorithm is 5.5%, whiles that of ART algorithm is up to 22%.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849