Работа посвящена модификации алгоритмов расчета поля скорости в объеме потока по изображениям на примере решения задач, связанных с кавитацией. Кавитация порождает целый комплекс физических процессов, протекающих в жидкости и твердом теле, результатом которых является кавитационная эрозия – образование, перенос потоком и коллапс облаков кавитационных пузырей, пластическая деформация твердого тела, образование трещин и т. п. В связи с этим разработка эффективного метода определения гидродинамических свойств кавитирующих течений является крайне актуальной задачей с точки зрения совершенствования и оптимизации современного гидрооборудования. Компьютерный анализ пар мгновенных последовательных изображений пузырей, зарегистрированных с малым промежутком времени между кадрами, позволяет рассчитать их смещение за время между кадрами, распределение пузырей на поверхности пластины и динамику роста. По полученным данным проводится статистический анализ, делаются выводы о структуре течения, а также приводится сравнение результатов с теоретическими исследованиями. В ходе работы усовершенствованы существующие и созданы новые алгоритмы обнаружения пузырей на изображениях и расчета поля скоростей. Повышены точность и пространственное разрешение измеренного поля скоростей, а также апробированы теоретические выводы.
This work is devoted to the modification of algorithms for calculating the velocity field in a volume of flow per images at example of solution of problems associated with cavitation. Cavitation generates a set of physical processes occurring in the liquid and solid body, the result of which is the cavitation erosion – formation, transferal by flow and the collapse of cavitation bubbles clouds, formation and propagation of waves of compression and tension in the liquid, the plastic deformation of solids, the accumulation of fatigue, formation of cracks, etc. In this regard, the development of an effective method for determining the hydrodynamic properties of cavitating flows is a very urgent problem from point of view of improvement and optimization of modern hydraulic equipment. Computer analysis of consecutive pairs of instant images of bubbles, registered with the small time interval between frames, makes it possible to calculate the displacement of the particles in the time between frames, the distribution of bubbles on the surface of the plate. By the data obtained is conducted statistical analysis to draw conclusions about the structure of the flow, also it's gave a comparison with the results of theoretical research. During the work, there were made the improvements existing and creating of new algorithms for detection of bubbles in the images and the calculation of the field of velocities. There's increased accuracy and spatial resolution of the measured velocity field and tested theoretical conclusions.
