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自适应阈值二值法提取湍流火焰前锋面结构被引量：4: 2016年; 采用局部自适应阈值的二值方法,提取预混湍流火焰前锋面结构,介绍了其算法原理,自适应阈值法结合图像全局信息,根据局部像素信息选取当地阈值二值化图像,并利用种子生长法除噪,得到清晰的火焰边界.在不同压力条件下,对比甲烷/空气预混湍流火焰OH-PLIF图片利用本算法和传统二值方法以及Matlab自带边缘提取算法的处理结果.结果表明,当图像对比度不均匀或边界模糊时,传统二值法和Matlab自带边缘算法出现严重噪声,导致火焰前锋面无法分辨,而本方法仍能得到清晰连续的火焰前锋面.; 张猛王金华俞森彬金武黄佐华雍宏巍孟德宇; 关键词：自适应阈值

利用OH-PLIF测量CH_4/H_2/空气混合气湍流燃烧速率被引量：14: 2013年; 利用OH平面激光诱导荧光技术测量CH4/H2/空气预混湍流火焰前锋面结构,得到湍流燃烧速率.采用不同孔径和开孔比的湍流发生板,产生不同湍流强度和尺度下稳定的预混湍流火焰供OH-PLIF测量.利用500张瞬时火焰结构图片得到湍流火焰前锋面的平均位置,运用角度法得到湍流燃烧速率.分析了掺氢比和湍流强度对湍流燃烧速率的影响,并给出了拟合关系式.实验结果表明,湍流燃烧速率随湍流强度的增加而增加,这是由于流场尺度减小引起火焰锋面面积增加.湍流燃烧速率随掺氢比的升高略有增加,这是由于掺氢引起火焰不稳定性增强,导致火焰对湍流流动的响应增强,增强了湍流火焰前锋面褶皱,从而增加了火焰面面积.湍流燃烧速率可以表示为ST/SL∝a(u′/SL)n,其中指数n约为0.35.; 张猛王金华谢永亮卫之龙金武黄佐华; 关键词：掺氢

预混湍流3D火焰面密度和燃料消耗率的估计被引量：2: 2015年; 利用平面激光诱导荧光(OH-PLIF)技术测量了CH_4/air预混湍流火焰前锋面结构,通过图片处理得到了测量平面上的二维火焰面密度。基于不同的假设建立了三种不同模型,利用二维探测得到的火焰面信息来估计三维火焰面密度在测量面上的值,通过积分三维火焰面密度估计值得到燃烧系统的燃料消耗率。结果表明,预混湍流火焰前锋面为凹凸的褶皱结构,平面测量的二维火焰面密度明显低估了真实的火焰面密度,利用模型估计得到的3D火焰面密度对2D值有明显的改善。燃烧系统的燃料消耗率可以用来评估模型的可靠性,结果表明模型的误差都在40%以内。; 张猛俞森彬金武王金华黄佐华; 关键词：燃料消耗率

CH_4/H_2/air预混湍流火焰前锋面结构探测被引量：6: 2013年; 为了研究掺氢对天然气预混湍流火焰与流场的耦合作用,利用平面激光诱导荧光探测了CH4/H2/air预混湍流火焰前锋面结构。采用不同孔径和开孔比的湍流产生板在本生灯出口产生不同的湍流流场,定量测量了湍流流场的特征尺度,并计算了实验条件下的层流火焰特征参数,分析了掺氢和湍流强度、湍流尺度对CH4/air混合气预混湍流火焰中流场与火焰相互作用的影响。结果表明,掺氢明显地增强了火焰前锋面褶皱,火焰褶皱程度随湍流强度的增大而增强。火焰高度随掺氢比的增加而略有降低,随湍流强度增大而增加。掺氢引起火焰自身不稳定性增强,导致火焰前锋面受湍流扰动影响增强,引起预混湍流火焰前锋面褶皱增强。; 张猛王金华谢永亮卫之龙金武黄佐华; 关键词：掺氢

合成气预混层流本生灯火焰顶端开口机理研究被引量：1: 2015年; 利用OH-PLIF火焰结构激光诊断技术获得了不同当量比下CO:H_2为1:4的合成气预混层流本生灯火焰OH基分布。结合STAR-CD模拟结果,分析了拉伸率和优先扩散随当量比的变化规律,以及变当量比条件下拉伸率和优先扩散的相互作用机理。结果表明,本生灯火焰顶端是强烈负拉伸,由火焰弯曲引起的强负拉伸和流动引起的微弱正拉伸共同作用。在稀燃条件下,随当量比的减小,顶端负拉伸作用增强,加剧局部优先扩散作用,引起未燃混合气中的燃料比例下降,削弱顶端局部燃烧强度,导致顶端开口现象。; 王金华俞森彬卫之龙金武谢永亮黄佐华; 关键词：合成气

CH_4/H_2/CO_2/O_2平面火焰细胞状不稳定性研究被引量：1: 2015年; 本文采用OH-PLIF探测系统对在McKenna平面火焰炉上产生CH_4/H_2/CO_2/O_2细胞状火焰进行了定量测量和分析。研究发现,平面火焰在稀燃极限附近会出现胞状结构,细胞数量随当量比/掺氢比的增加而增加,主要是由火焰自身不稳定性导致。同时我们通过OH-PLIF图片定量提取并定义了相关参数以表征平面火焰的不稳定程度,并发现随着火焰悬浮距离的减少火焰趋向于稳定,火焰对炉面的热损失有抑制不稳性发生的作用。通过线性理论分析,我们发现RS模型能够很好预测火焰稳定性随当量比变化趋势,但无法预测随掺氢比的变化趋势。在掺氢状态下,火焰面离炉面更近,炉面对火焰不稳定性的抑制作用不可忽视,故理论模型对掺氢影响的预测失效。; 金武王金华俞森彬谢永亮黄佐华

CH4/空气预混稀燃临吹熄火焰结构研究被引量：3: 2019年; 预混稀燃是最具有前景代替传统扩散燃烧的清洁燃烧方式之一.然而,高速流动的预混稀燃中常出现低当量比下火焰吹熄的情况.吹熄给燃烧过程带来了极大的不稳定性.旋流和钝体是实际燃烧中常用的稳焰方式.吹熄的机理研究大多基于钝体或旋流火焰进行,但同时加入两者稳焰时的吹熄研究尚且不足.本研究基于OH-PLIF技术,在旋流加钝体稳焰下,针对CH4/空气预混稀燃临熄火条件下的火焰面结构进行了测量和表征.研究表明,临熄火过程中火焰根部抬升逐渐增加,火焰面密度减小,火焰趋向于向回流区聚集.结果表明,火焰根部局部熄火对吹熄过程可能有重要影响,同时验证了未燃气回流促进吹熄的结论.; 张玮杰王金华郭实龙常敏聂要辉金武黄佐华

CH_4/空气和C_3H_8/空气预混湍流火焰结构及湍流火焰速度测量被引量：3: 2016年; 利用OH-PLIF技术探测了CH4/空气和C3H8/空气混合气在不同湍流强度下的预混湍流瞬时火焰前锋面结构,通过湍流产生板产生了弱湍流区内的不同湍流强度,通过控制当量比调节火焰密度比和路易斯数,计算了实验中的层流火焰特征参数,分析了湍流强度和火焰特征参数对预混湍流火焰结构、湍流火焰速度的影响.结果表明:火焰前锋面结构的褶皱程度随湍流强度的增大而明显增强.在相同湍流强度下,CH4/空气火焰比C3H8/空气火焰更加褶皱.通过提取火焰OH-PLIF图像锋面,分别用角度法和面积法计算了湍流火焰速度,获得了弱湍流条件下湍流火焰速度与湍流强度的一般关系式.在相同密度比下,即相同流体动力学不稳定性下,热扩散不稳定性更大的CH4/空气比C3H8/空气的湍流火焰速度更大,而在路易斯数接近且热扩散不稳定性处于次要地位时,密度比大的CH4/空气流体动力学不稳定性更大,其对湍流火焰速度的影响也更大.; 俞森彬王金华聂要辉张猛金武黄佐华

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金武