科创中国
一种基于多色光深度编码和光场相机的三维流场测试方法及系统
发布时间: 2025-05-23
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
高新技术改造传统产业,先进制造技术
成果介绍
本发明提出了一种基于多色光深度编码和光场相机的三维流场测试方法及系统。包括：将LED白光源准直并通过柱透镜聚焦在一对平行的闪耀光栅上，得到一束深度方向被颜色编码的体积多色光，用于激发示踪粒子；利用光场相机对待测流场进行成像，获取待测流场的时序粒子光场图像；对光场信息和颜色\深度信息分别进行解码，得到流场的三维粒子场；对时序三维粒子场进行相关计算，获得三维流场速度场。该系统利用多色光对轴向深度进行颜色编码，实现了比单光场相机更优越的轴向分辨率，显著提高了速度矢量的精度。相比于其他PIV系统，仅需要一台相机便可以完成三维流场的高精度测量，极大地降低了三维PIV系统的成本，结构简单可靠，适用范围广泛。
成果亮点
该技术基于多色光深度编码和光场相机，实现了高精度、非接触式的三维流场动态测量，适用于多种复杂流动场景的精细化分析。在航空航天领域，可用于发动机燃烧室湍流、飞行器表面绕流的瞬态测量；在能源动力领域，适用于燃气轮机叶片冷却流场、内燃机缸内混合气流的可视化研究；在生物医学领域，能够实现微血管血流动力学、呼吸道气体流动的低干扰观测；在环境与海洋工程领域，可精准捕捉大气污染物扩散、水下湍流等大尺度流动现象。此外，该系统在工业制造（如增材制造熔池流动、焊接气液界面动态）和基础科研（如多相流、微纳尺度流动）中同样具有重要应用价值。其多色光编码技术有效解决了传统方法在复杂介质（如颗粒两相流）中的信号干扰问题，光场相机则突破了单视角三维重建的局限性，为高动态、多物理场耦合研究提供了全新工具。
团队介绍
南京航空航天大学（简称南航）创建于1952年，是国家“双一流”建设高校，工业和信息化部直属的全国重点大学，以航空航天为特色，理工为主，多学科协调发展。
学校现有明故宫、将军路和天目湖三个校区，设有18个学院，拥有航空宇航科学与技术、力学、控制科学与工程等国家重点学科，工程学、材料科学、计算机科学等学科进入ESI全球前1%。南航在无人机、直升机、航空发动机等领域科研实力突出，参与多项国家重大工程，如C919大飞机、探月工程等。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2025-05-26
苏博晖
保定市知识产权协会
技术经理人
综合评价
该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相应产品开发，加大产业链开发力度。技术转让，所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接次项目。
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