空泡層環(huán)境下水中微小氣泡的成像探測實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、超空泡是一種產(chǎn)生在水下高速運(yùn)動(dòng)航行體表面的物理現(xiàn)象，能大幅減少航行體所受阻力。尾流是產(chǎn)生在航行中船舶的后方水域的一條氣泡幕帶，具有不同于周圍水域的特性。透過包裹在高速運(yùn)動(dòng)航行體外層的空泡層，利用光學(xué)辦法對船舶尾流氣泡進(jìn)行成像，研究其與周圍海水環(huán)境存在的密度、分布差異可以作為一種為水下高速航行體制導(dǎo)的有效手段。
　　為了模擬透過空泡層對尾流（微小氣泡幕）探測成像的過程，分析不同實(shí)驗(yàn)條件對成像造成的影響，本論文基于氣泡散射原理及超空泡

2、的物理特性，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用自然空氣層模擬了空泡層，并透過此空泡層對直徑為微米量級的微小氣泡進(jìn)行了探測成像。通過改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn)，并將結(jié)果圖像進(jìn)行處理，得到了各組圖像的氣泡個(gè)數(shù)，以可清晰探測到的氣泡個(gè)數(shù)判斷成像優(yōu)劣。通過組間對比及與理論密度數(shù)的對比得到氣泡密度數(shù)隨各實(shí)驗(yàn)條件改變的規(guī)律。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在探測角度為90°時(shí)成像最為清晰，直徑越小的氣泡對電流的敏感程度越高，隨著電流增大能清晰成像的氣泡數(shù)越