基于结构光投影的单次强度传输相位成像用于高速流场定量诊断
光学
2022-02-09 v1
摘要
本文提出一种用于高速流场密度定量估计的方法，其使用结构光束探针探测感兴趣区域（ROI）。研究了探测光束穿过激波诱导流场时所遭受的波前畸变。采用专用相机光学系统同时测量出射波前在两个不同平面上的横截面强度。提出一种技术，利用结构光图案在两个平面上的横向位移来估计轴向强度导数 dI/dz，该导数是用于相位估计的强度传输方程（TIE）的输入。通过此方法，实验中避免了对小离焦距离 dz 的需求，从而缓解了对低 f/# 成像系统的要求，并且由于强度导数并非通过传统的有限差分（FD）近似估计，现在可使用更大的 dz。从 TIE 恢复的相位用作相位层析算法的输入，以定量获得流场中的折射率及随后的密度分布。所提技术通过在马赫数 8.5 的高超声速激波风洞中进行的实验得到验证。给出了气动测试模型周围流场的横截面密度估计值，并与数值估计值进行比较，显示出良好的一致性。
引用
@article{arxiv.2104.09607,
title = {Structured Light Projection-based single-shot transport of intensity phase imaging for quantitative diagnostics of high-speed flows},
author = {Biswajit Medhi and K. P. J. Reddy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09607},
year = {2022}
}