本文關鍵詞：溫度變化對鋁材料的BRDF影響研究

  更多相關文章： 溫度變化 雙向反射分布函數 溫度擬合 應力應變

【摘要】：雙向反射分布函數(Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF)是描述各類材質表面空間反射特性的重要物理參量,目前被廣泛應用于目標表面散射特性研究、航天遙感、計算機圖像處理等領域。近幾年,基于BRDF理論的材料表面散射特性研究主要是在室溫環(huán)境下完成。然而,現實生活中向外太空發(fā)射的空間飛行器在發(fā)射或返回的過程中,溫度變化使得表面BRDF與室溫狀態(tài)下相比發(fā)生變化給成像跟蹤等帶來困難。綜上所述,本文開展溫度變化對鋁材質表面BRDF影響的研究實驗,結合雙向反射分布函數的原理及散射光譜分析方法,本論文主要完成的研究內容如下:1.深入研究雙向反射分布函數測量原理,在BRDF公式定義的基礎上,建立了基于光譜儀、太陽光模擬器、光纖、探測器、數據處理系統(tǒng)等設備的樣品表面散射光譜測量系統(tǒng)。通過散射光譜分析方法,對一定條件下影響材料表面散射光譜的因素進行實驗和分析。選取表面粗糙度分別為0.8和50的兩塊鋁板作為實驗對象,結果表明表面粗糙度對散射光譜值存在影響;通過飛秒激光加工得到表面具有光柵結構的鋁片及紫銅片,經過分析得出微觀結構影響材料表面散射光譜。2.采用BRDF分析方法,采集鋁板表面從室溫25℃加熱至500℃的升溫過程及將材料表面從500℃自然冷卻至室溫的降溫過程散射光譜數據,采用相對測量方法并選取聚四氟乙烯標準白板作為標準板,得到間隔100℃的BRDF值隨溫度變化曲線。通過對比分析得出溫度變化對材料表面BRDF存在影響,溫度升高,表面BRDF值隨之升高,溫度降低,表面BRDF值降低。研究結果對目標的探測具有重要的現實作用。3.分析了影響實驗準確性的誤差,誤差主要來源為測量溫度與實際溫度的誤差和加熱過程中應力應變對鋁板表面的影響。通過光譜法進行溫度擬合得到材質表面的溫度值,并與接觸式測量的溫度值進行對比,誤差結果為6.4%。應用COMSOL模擬軟件模擬應力應變對材料表面的影響,得出本論文中涉及的加熱溫度條件下的應力應變不足以對實驗結果產生影響。
【關鍵詞】：溫度變化 雙向反射分布函數 溫度擬合 應力應變
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TG115.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 研究的背景及意義8-9
• 1.2 國內外研究現狀9-13
• 1.2.1 目標的散射特性及散射光譜分析方法9-10
• 1.2.2 溫度測量方法及測量裝置研究現狀10-11
• 1.2.3 雙向反射分布函數（BRDF）研究現狀11-13
• 1.3 論文主要研究內容13-14
• 第二章 鋁材料表面BRDF隨溫度變化的實驗系統(tǒng)建立14-26
• 2.1 雙向反射分布函數原理14-15
• 2.2 普朗克黑體輻射理論及溫度反演理論15-19
• 2.2.1 普朗克黑體輻射理論15-18
• 2.2.2 基于主成分分析法（PCA）的溫度反演研究18-19
• 2.3 散射光譜采集實驗與實驗裝置19-22
• 2.3.1 實驗裝置19-21
• 2.3.2 溫度變化對鋁材料表面影響散射光譜采集實驗方法21-22
• 2.4 數據預處理方法22-26
• 2.4.1 平滑22-23
• 2.4.2 微分23
• 2.4.3 標準歸一化處理23
• 2.4.4 小波變換23-26
• 第三章 溫度變化對鋁材料BRDF影響研究26-40
• 3.1 材料表面結構對散射光譜的影響26-31
• 3.1.1 粗糙度對材料表面散射光譜影響26-28
• 3.1.2 微觀結構對材料表面散射光譜影響28-31
• 3.2 溫度變化對鋁材料表面BRDF影響實驗31-36
• 3.3 實驗中不確定度分析36-40
• 3.3.1 光譜法溫度擬合36-38
• 3.3.2 材質表面在實驗過成中應力應變的變化38-40
• 第四章 結論40-41
• 致謝41-42
• 參考文獻42-46
• 碩士期間發(fā)表論文與研究成果清單46

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前2條

1 張百順;劉文清;魏慶農;吳振森;趙劍鋒;;典型目標的BRDF實驗室測量與模型驗證[J];量子電子學報;2006年04期

2 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數據庫 前6條

1 李新;鄭小兵;吳浩宇;;BRDF地面測量研究[A];第十一屆全國光學測試學術討論會論文（摘要集）[C];2006年

2 趙建林;;成像式雙向反射分布測量[A];第十三屆全國光學測試學術討論會論文（摘要集）[C];2010年

3 Zuhair Nashed;;Regularized kernel-based BRDF model inversion method for ill-posed land surface parameter retrieval[A];中國科學院地質與地球物理研究所2007學術論文匯編(第三卷)[C];2008年

4 凌在盈;周斌;蔣錦剛;竇文潔;周方方;;基于Monte Carlo方法的水體二向反射分布函數(BRDF)模擬初探[A];第十七屆中國遙感大會摘要集[C];2010年

5 聞建光;唐勇;游冬琴;仲波;劉強;柳欽火;;多源遙感數據構建地表BRDF數據集[A];遙感定量反演算法研討會摘要集[C];2010年

6 楊健;金波;張東亮;坂口嘉之;;在像素渲染器中實現結合BRDF的浮雕映射[A];第十二屆全國圖象圖形學學術會議論文集[C];2005年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 馬圓;激光引信近場目標表面BRDF優(yōu)化建模與應用研究[D];南京理工大學;2015年

2 李冰輝;基于測量的BRDF真實感材質的渲染方法[D];山東大學;2015年

3 凌晉江;粗糙表面偏振光譜BRDF建模與仿真[D];合肥工業(yè)大學;2015年

4 石叢認;基于BRDF的目標表面結構特性研究[D];長春理工大學;2016年

5 孟令鵬;溫度變化對鋁材料的BRDF影響研究[D];長春理工大學;2016年

6 曾震超;目標表面與涂層光譜BRDF統(tǒng)計建模及特征參數反演[D];西安電子科技大學;2006年

7 周蕓;物體表面質感的BRDF參數估計與視覺評估[D];浙江大學;2014年

8 王安祥;目標涂層表面光譜BRDF和色度特性[D];西安電子科技大學;2006年

9 劉佳;BRDF模型對遙感定量反演的影響研究[D];東北林業(yè)大學;2008年

10 韋統(tǒng)方;BRDF優(yōu)化統(tǒng)計建模及應用[D];西安電子科技大學;2012年

，

本文編號：1093143