非定常多尺度三维颗粒影像分析平台技术说明

非定常多尺度三维颗粒影像分析平台技术说明配置清单序号内容单位数量备注1高速相机（含：50mm/F1.4光学镜头、100mm/F2.8光学镜头、527nm滤光片、高通PIV滤光片、移轴转接环、三脚架、三维云台）套22数字延时脉冲发生器套13高频双脉冲激光器套14数据处理软件（含实体加密锁）套15高性能数据采集分析工作站套16标定板块27烟雾发生器台18荧光示踪粒子ml109空心玻璃微珠g50010高亮度LED光源套1主要技术指标高速相机1.1．配置2台具备跨帧功能的高速相机，满幅分辨率≥1280×1024像素，满幅帧率≥14000fps，最大拍摄帧率≥900000fps；1.2．最小曝光时间≤200ns，最小PIV跨帧时间≤400ns；1.3．一体式机身自带高速RAM存储，内存≥180GB；相机内存支持自定义分区，提供≥60个分区；1.4．设备机身自带外置独立电源开关，机身尾部包含2个一体式电源接口，可以防止其中一路欠压、断电等影响设备稳定运行；1.5．相机自带机械快门，无需人工去实验现场手动盖镜头盖去做暗场矫正，可以远程关闭机械快门来实现相机的暗场矫正，方便适配更多应用场景；1.6．机身具备≥2路SDI接口以及SDI0，支持选接监视器时实时画面显示；1.7．机身数据传输接口为万兆网，向下兼容2.5G网络、千兆网；1.8．机身外部自带录制按钮，支持一键快速录制；1.9．镜头卡口标配为EF口，支持电动镜头，可通过采集软件进行电动对焦、电动调节光圈；1.10．每台高速相机均需配备如下附件：50mm/F1.4光学镜头、100mm/F2.8光学镜头、527nm滤光片、高通PIV滤光片、移轴转接环、三脚架、三维云台；高速图像采集软件2.1．支持录像、触发、抓拍模式；显示支持实时、回放、本地模式；且抓拍后支持快捷提示悬浮窗，点击打开存储文件夹，便于快速找到文件；2.2．支持低照度模式，且可以选择目标灰度值，方便无补光条件下进行设备调试；2.3．支持智能触发，可以选定ROI区域，设置亮度阈值和暗度阈值，支持启用后亮区域/暗区域占比达设定比例时将自动触发录制视频，并实时显示当前区域占比比例；2.4．支持LUT调节，支持HDR1-5级调节；2.5．回放界面支持跳过帧数设置、播放范围设置、播放帧率设置、定位事件帧、定位关键帧、设置关键帧、回放抓拍等功能，支持鼠标指示出显示缩略图；2.6.导出界面支持导出范围设置、导出格式选（RHVD/MP4/AVI/BMP/JPG/PNG/TIFF）、播放速率设置、抽帧导出、添加水印等设置；2.7．提供软件支持对目标进行运动学跟踪，并可同时跟踪多个目标，可选单帧跟踪，多帧连续跟踪，跟踪精度可达0.1个像素，支持对跟踪目标进行手动修正，计算位移、速度、角度、加速度等数据；数字延时脉冲发生器3.1．数字延时脉冲发生器1套，时间同步精度≤1ns；3.2．同步信号输出口≥8路，RMS抖动≤35ps；高频双脉冲激光器4.1．高频双脉冲激光器1套，波长：527±5nm；重复频率：1Hz～10kHz；4.2．脉冲能量：2*30mJ@1kHz；脉冲能量稳定性(RMS)：≤1%；4.3．包含多关节高精度导光臂，支持多角度引导光路；4.4．包含集成片光源，焦距0.5～1.5m可调；数据处理软件5.1．软件提供丰富的图像预处理功能：几何遮罩（AI识别）、背景图像去除、背景去噪高斯滤波、伽马校正图像增强等；5.2．提供多种速度场分析算法：包括经典、多尺度、仿射等多种算法，支持多通道、自适应重叠度、多次选代、多重优化，支持小尺度涡结构精细化分析；5.3．支持全流程评价：标定结果评价、重构结果评价以及计算结果评价，包含用标准故大倍数、W2C的标定误差、C2W的标定误差、有效网格点数、原点位置监测评价标定模型；用Z平面粒子分布、重投影误差评价重构结果；5.4．提供完备的实验工具箱：支持粒子浓度估算、镜头焦距估算、流体速度估算，曝光间隔估算，空间分辨率计算等，用于辅助优化实验参数设置；5.5．提供多种后处理算法：中值滤波、标准差滤波、高斯滤波、速度插补、速度限制等；5.6．支持计算流场瞬时速度、平均速度、平均涡量、雷诺应力、紊动强度、偏态系数、峰度系数；支持流动特性分析、涡结构分析，包含伽利略分解、雷诺分解、POD、DMD、涡量法、Q准则、λ2方法等分析工具；支持压力场重构，包含欧拉法和拉格朗日法两种重构方式；5.7．软件自带可视化功能，支持单图层展示、多图层叠加，支持速度矢量场、云图、等值线可视化，支持各图层的COLORBAR自定义，支持自动生成流线及手动选点生成流线；支持3D视图结果切片查看，支持XY、YZ、XZ多面切割及多视角查看；5.8．支持实验报告一键生成：支持实验基础信息自动记录、实验报告一键导出，导出实验报告内容包括：实验背景、实验设备、实验过程以及实验结果，报告支持可编辑版本和不可编辑版本；高性能数据采集分析工作站6.1．配套高性能数据采集分析工作站1套，配置不低于处理器核心数量不低于64核心，128线程；显卡：显存容量≥120GB，显存带宽≥4TB/S，FP16峰值算力≥900TFLOPS；内存：≥32GB*12；固态硬盘：≥8T；机械硬盘：≥20TB；附件7.1．配套2块标定板，包含拍摄视野50*50mm至300*300mm；配套荧光示踪粒子粒径20μm，数量≥10ml；配套空心玻璃微珠不低于500g；配套