理论教育 探究炸药爆炸图像的图像法

探究炸药爆炸图像的图像法

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于炸药起爆时间极短,且伴随着强光,高速摄影很难获取近距离爆炸图像,使得图像法只能获取距爆心一定距离后的波阵面图像。图像法对高速摄影系统的性能也有很高的要求。一方面,高速摄影系统的帧数越高,图像法计算出的冲击波平均速度就越趋近于瞬时速度,结果就越精确。另一方面,高速摄影图像的像素越高,图像法得到的结果的误差就越小。

探究炸药爆炸图像的图像法

采用图像法具体过程如下:设高速摄影结果相邻两帧图像时间间隔为n,截取T-n、T、T+n 三个时刻的图像。利用MATLAB,对相邻时刻的两幅图像进行二值化处理,再进行图像相减,检测出两幅图像的差异信息,分别得到T、T+1 时刻的波阵面图像。选定一合适方位(一般选水平或者垂直)后,分别读取两幅图像在该方位上的波阵面距爆心的像素值,将两个像素值的差值换算成实际距离,得到冲击波在T~T+n 时间段内的传播距离,从而计算出该时间段内冲击波的平均传播速度。在n 足够小的情况下,可以将得到的平均速度视为T+n 时刻的冲击波速度,并通过冲击波相关理论推算出冲击波压力等参数。

通过图像法,可以很明显地观察到爆炸过程中,冲击波波阵面的演化过程。尤其在研究冲击波遇到障碍物发生的反射、绕射情况时,图像法能发挥很大作用。在没有其他冲击波测试手段时,可以通过图像法获取不同距离点的压力,拟合出冲击波压力与爆心距的关系曲线。在存在其他测试手段时,可以将图像法作为一种辅助与补充手段,获取并验证关键点的压力。(www.daowen.com)

同时图像法也存在一些问题。由于炸药起爆时间极短,且伴随着强光,高速摄影很难获取近距离爆炸图像,使得图像法只能获取距爆心一定距离后的波阵面图像。图像法对高速摄影系统的性能也有很高的要求。一方面,高速摄影系统的帧数越高,图像法计算出的冲击波平均速度就越趋近于瞬时速度,结果就越精确。另一方面,高速摄影图像的像素越高,图像法得到的结果的误差就越小。

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