研究目的
利用新型光学传感器研究微通道内气液两相流的3D图像重建。
研究成果
该方法能有效重建微通道内弹状流的3D图像，具有成本低、采样频率高和结构简单等优势。它能提供详细且无失真的流场结构信息，提高了空隙率、压降等参数的测量精度。但在高速流动及其他流型中的性能仍需进一步研究。
研究不足
该方法假设气液横截面为圆形，这一假设在所有流动条件下可能并不成立，尤其是在气泡会发生变形的高流速情况下。该方法在其他流动形态中的应用尚需进一步研究。
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基于简易低成本光学传感器的微通道内弹状流三维重建
DOI：10.3390/s19204573
期刊：Sensors
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
本研究基于一种新型光学传感器，为微通道内气液两相流（GLF）的三维图像重建提供了新方法。该传感器由垂直和水平光电二极管阵列构成：首先利用垂直阵列获取的光学信号，通过支持向量回归（SVR）建立的测量模型确定截面信息，并据此重建二维截面图像；随后根据水平阵列信号计算气体流速并确定二维图像的空间间隔；最终通过叠加二维图像实现三维重建。研究将截面气液界面视为圆形，采用高速可视化技术提供参考值，并考虑了通道壁面导致的图像形变。在4.0 mm内径通道内进行的弹状流实验验证了所提三维重建方法的可行性。该方法具有结构简单、成本低廉、易于复制的优势，重建的三维图像能提供流动结构细节且无畸变的信息，可进一步提升气液两相流其他重要参数（如空隙率、压降和流型）的测量精度。
作者：
Huajun Li，Yandan Jiang，Haifeng Ji，Guangyu Liu，Shanen Yu
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