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抑压水池淹没射流图像自动处理与分析

彭杵真 陈俊宇 王升飞

彭杵真, 陈俊宇, 王升飞. 抑压水池淹没射流图像自动处理与分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 67-72. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0067
引用本文: 彭杵真, 陈俊宇, 王升飞. 抑压水池淹没射流图像自动处理与分析[J]. 核动力工程, 2023, 44(1): 67-72. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0067
Peng Chuzhen, Chen Junyu, Wang Shengfei. Automatic Processing and Analysis of Submerged Jet Image in Suppression Pool[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 67-72. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0067
Citation: Peng Chuzhen, Chen Junyu, Wang Shengfei. Automatic Processing and Analysis of Submerged Jet Image in Suppression Pool[J]. Nuclear Power Engineering, 2023, 44(1): 67-72. doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0067

抑压水池淹没射流图像自动处理与分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2023.01.0067
基金项目: 国家自然科学基金项目(11805068);中央高校基本科研业务费专项资金(2020MS030)
详细信息
    作者简介:

    彭杵真(2001—),男,大学本科,现从事反应堆热工水力和数值计算方向研究,E-mail: ouyyhuan@foxmail.com

    通讯作者:

    王升飞,E-mail: 51201848@ncepu.edu.cn

  • 中图分类号: TL33

Automatic Processing and Analysis of Submerged Jet Image in Suppression Pool

  • 摘要: 抑压水池中淹没射流导致的喘振现象对抑压系统的可靠性有较大影响,而气泡行为直接关系到喘振的机理。为更好地识别喘振现象中的气泡行为,本文提出了一种基于改进的分水岭图像分割算法的蒸汽淹没射流图像自动处理方法。基于像素矩阵建立微分模型,提取气泡二维信息并近似估计三维信息,进而获取射流体积变化情况。借助图像灰度方差信息,提取气泡冷凝周期。算法提高了射流气泡的识别精度。通过与人工标定比对,图像区域识别误差控制在10%以内;经验证,简化椭圆模型计算图像投影面积的相对误差较小;气泡参数与冷凝周期提取结果符合实验表征与理论规律。

     

  • 图  1  实验装置示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of Experimental Device

    图  2  标记矩阵颜色映射图

    Figure  2.  Color Map of Marker Matrix

    图  3  邻接识别修正示意图

    Figure  3.  Schematic Diagram of Adjacency Recognition Correction      

    图  4  标记矩阵修正前后对比图

    Figure  4.  Comparison Figure Before and After Marker Matrix Correction

    图  5  暗区处理示意图

    Figure  5.  Schematic Diagram of Dark Area Processing

    图  6  周期内方差变化对照图

    Figure  6.  Comparison Chart of Variance Changes within a Period     

    图  7  气泡微元分割示意图

    Figure  7.  Schematic Diagram of Bubble Microelement Segmentation

    图  8  包裹型气泡准确率分析图

    Figure  8.  Accuracy Analysis Chart of Encapsulated Bubbles

    图  9  非包裹型气泡准确率分析图

    Figure  9.  Accuracy Analysis Chart of Non-encapsulated Bubbles       

    图  10  气泡体积变化图

    Figure  10.  Bubble Volume Change Chart

    表  1  实验装置参数

    Table  1.   Experimental Device Parameters

    参数名 参数值
    锅炉压力/ MPa 0.3
    水温/℃ 24
    管口淹没深度/ cm 25
    连通管径/ mm 15
    高速摄影仪分辨率 1920×1080
    帧率/ Fps 1000
    曝光时间/μs 100
      Fps—每秒传输的帧数
    下载: 导出CSV

    表  2  误差汇总

    Table  2.   Error Summary

    流型 流量/(m3·h−1) 识别误差/% 简化为椭圆相对误差/%
    包裹型 3.4 8.28 3.71
    非包裹型 4.6 9.83 2.15
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-19
  • 修回日期:  2022-10-12
  • 刊出日期:  2023-02-15

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