Фрагментация и Анализ� Высокоскоростной Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Муратов Мурат
(аспирант 1 г. Физ-фак. Каф. Молекулярных процессов и экстремальных состояний вещества)
Руководитель
Колпинский Сергей
Курс «Нейронные сети и их применение в научных исследованиях»
Актуальность
Изучение ламинарно-турбулентного перехода определяется важностью получения фундаментальных знаний о механизмах развития неустойчивостей в течениях на обтекаемых поверхностях.
I — стадия неустойчивости возмущений малых амплитуд (волн Толлмина-Шлихтинга),
II — стадия трехмерного развития волн неустойчивости конечных амплитуд (l-структур),
III — область развития продольных вихревых образований,
IV — стадия концентрации завихренности и слоев сильного сдвига,
V — область образования турбулентных пятен, VI — стадия развития и взаимодействия турбулентных пятен
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Цель Работы
Целью данной работы является
фрагментация и изучение
эволюции пульсаций пограничного слоя в течении газа за фронтом плоской ударной волны на временном интервале от 0 до 10 мс для различных чисел Маха.
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Экспериментальная установка
Эксперименты проводились на однодиафрагменном ударном стенде УТРО-3 – двухсекционная ударная труба с камерами высокого и низкого давлений, разделенными тонкой полимерной диафрагмой
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Теневой метод
Для визуализации оптически прозрачных потоков в теплофизике и динамике сплошных сред используются методы визуализации, основанные на явлении отклонения света при его прохождении через неоднородности плотности прозрачной среды (рефракция).
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Описание данных
N теневых видео (до миллиона кадров – 256 x 144 одноканальных изображений).
Времена протекающих процессов (1-2 мс).
Камера (100000-420000 к/c) Photron.
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Computer Vision
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Crop
Mean
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Mov_avg
Фрагментация
Фрагментация путем покадровой обработки автоэнкодером с последующей кластеризацией латентных представлений кадров по различным этапам течения.
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Crop
AE
Sobel
Sobel
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Advanced Sobel
Zhang-Suen thinning
Autoencoder
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда
Latent dim
100
SWP – Shock Wave Propagation
OS – Oblique Shocks
Tr – Transition region
TS – Turbulent Stripes
Turb – Turbulent Flow
Real
Recon
35 frames
PCA
Возможные журналы для публикаций:
Список литературы
[1] А.В. Бойко, В.Н. Горев, В.В. Козлов Переход к турбулентности в пограничных слоях: успехи и перспективы // Вестник НГУ. Серия: Физика. Т. 1, В. 2 (2006)
[2] Г.Р. Грек, М.М. Катасонов, В.В. Козлов Моделирование полосчатых структур и возникновения турбулентного пятна в пограничном слое крыла при повышенной степени турбулентности набегающего потока // Теплофизика и аэромеханика, Т. 15, № 4 (2008)
[3] Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя // М.: Наука (1969)
[4] Н.В. Никитин, В.О. Пиманов Локализованные турбулентные структуры в круглой трубе // Ученые записки казанского университета, Т. 157, кн. 3 (2015)
[5] Doroshchenko I.A. Analysis of the Experimental Flow Shadowgraph Images by Computer Vision Methods // Вычислительные методы и программирование, V. 24, № 2 (2023)
Фрагментация и Анализ Теневой Съемки Ламинарно-Турбулентного Перехода в Канале Ударно-Волнового Стенда