基于透镜正投影的自由液面轮廓测量的非线性人造 Schlieren 方法
流体动力学
2026-05-13 v1
摘要
自由液面人造 Schlieren（FS-SS）是一种基于折射的高分辨率光学技术，用于测量液体界面瞬时高度。在小�幅、小倾斜角和小准轴角的假设下，该方法在液面表面梯度与折射图案经由该表面成像的 apparent 位移场之间建立线性关系。本文提出了三种新的非线性 FS-SS 方法，专为透镜正投影设计。通过透镜消除准射射畸变，从而简化光学模型。这使我们能够推导超越常规小倾斜角和小波幅限制的非线性表面重建模型。我们实现了这些非线性表面重建算法，并将其与原始线性重建算法在三个不同实验中进行比较，分别使用实心玻璃镜、展开油滴和非线性费米尔波。以少量迭代代价，我们能够实现更精确的非线性表面重建，特别是在高倾斜角或高幅值 regime 中。我们分享一个编码这些非线性表面重建算法的库。
引用
@article{arxiv.2605.11969,
title = {Nonlinear synthetic Schlieren methods for free-surface topography measurement using telecentric imaging},
author = {Shimin Zhang and Frédéric Moisy and Wietze Herreman and Zhiliang Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.11969},
year = {2026}
}
备注
17 pages, 17 figures