技术特征：
1.一种复杂结构内部流场测量的光学匹配校准方法，其特征在于，包括：步骤s1、制作复杂结构的透明模型，所述透明模型内设有容纳折射率匹配液的腔体，且所述腔体内设有至少一个使入射光源发生折射的固体部件，选取折射率与制作所述透明模型所用材料的折射率相近的折射率匹配液；步骤s2、向所述透明模型一侧提供面光源，并向所述腔体通入折射率匹配液，获取被所述面光源照亮的所述透明模型的内部图像；s3、对步骤s2获取的所述内部图像使用公式(1)计算所述透明模型与所述折射率匹配液的折射率匹配度，若所述折射率匹配度未达到折射率匹配度设定值，则执行步骤s4，直至所述折射率匹配度达到所述折射率匹配度设定值，校准结束；所述公式(1)为：式中，s为所述透明模型与所述折射率匹配液的折射率匹配度；n和m分别为步骤s2获取的所述内部图像含有的像素总列数和像素总行数；i
ij
为步骤s2获取的所述内部图像中第j行、第i列像素的灰度值；为步骤s2获取的所述内部图像的灰度平均值；步骤s4、调节通入所述透明模型的折射率匹配液的折射率，返回步骤s2。2.根据权利要求1所述的光学匹配校准方法，其特征在于，步骤s2中，所述透明模型的内部图像是从垂直于所述面光源所在平面的所述透明模型的另一侧获取得到。3.根据权利要求1所述的光学匹配校准方法，其特征在于，步骤s3中，根据所述内部图像的灰度平均值和允许的图像亮度差异确定所述折射率匹配度设定值。4.根据权利要求1所述的光学匹配校准方法，其特征在于，步骤s3中，所述折射率匹配度设定值设为5.根据权利要求1所述的光学匹配校准方法，其特征在于，步骤s4包括：观察所述内部图像中固液界面亮带的分布，若亮带在固体一侧，则降低通入所述腔体内折射率匹配液的温度或浓度，返回步骤s2；若亮带在液体一侧，则增加通入所述腔体内折射率匹配液的温度或浓度，返回步骤s2。6.一种复杂结构内部流场测量的光学匹配校准设备，其特征在于，包括：复杂结构的透明模型，所述透明模型内设有容纳折射率匹配液的腔体，所述腔体内设有至少一个使入射光源发生折射的固体部件，选取折射率与制作所述透明模型所用材料的折射率相近的折射率匹配液；折射率匹配液泵送单元，用于向所述腔体泵送折射率匹配液；面光源，位于所述透明模型一侧；相机，用于获取被所述面光源照亮的通有所述折射率匹配液的所述透明模型的内部图像；折射率匹配液调节单元，用于调节通入所述腔体内折射率匹配液的折射率；和控制器，用于根据公式(1)计算所述透明模型与通入其内的所述折射率匹配液的折射
率匹配度，若折射率匹配度未达到折射率匹配度设定值，则控制所述折射率匹配液调节单元调节通入所述腔体内折射率匹配液的折射率，直至根据公式(1)计算的透明模型与折射率匹配液的折射率匹配度达到折射率匹配度设定值；所述公式(1)为：式中，s为所述透明模型与所述折射率匹配液的折射率匹配度；n和m分别为获取的所述内部图像含有的像素总列数和像素总行数；i
ij
为获取的所述内部图像中第j行、第i列像素的灰度值；为获取的所述内部图像的灰度平均值。7.根据权利要求6所述的光学匹配校准设备，其特征在于，所述折射率匹配液泵送单元包括管道，所述管道的出口端与所述腔体的进口端连通，所述管道上设有驱动泵。8.根据权利要求6所述的光学匹配校准设备，其特征在于，所述面光源包括架设在所述透明模型一侧且共光轴设置的激光器和片光光路。9.根据权利要求8所述的光学匹配校准设备，其特征在于，所述相机安装在垂直于所述片光光路所在平面的所述透明模型的另一侧。10.根据权利要求7所述的光学匹配校准设备，其特征在于，所述折射率匹配液调节单元包括安装在所述管道内部的换热管，与所述换热管连接的控温机，在所述换热管和所述控温机的内部加注冷却水并不间断循环，受所述控制器控制调节通入所述腔体内折射率匹配液的温度。
技术总结
本公开提供的复杂结构内部流场测量的光学匹配校准方法及设备，包括：制作复杂结构的透明模型；向透明模型一侧提供面光源，并向其内腔体通入折射率匹配液，所述折射率匹配液的折射率与制作所述透明模型所用材料的折射率相近，获取被所述面光源照亮的所述透明模型的内部图像；对获取的内部图像使用图像像素值的标准差作为透明模型与折射率匹配液的折射率匹配度，若折射率匹配度未达到折射率匹配度设定值，则调节折射率匹配液的折射率，直至折射率匹配度达到折射率匹配度设定值，校准结束。本公开可使流体与透明材料加工的复杂结构折射率完全匹配，以消除光学方法测量复杂结构内部流场时的图像失真，为复杂结构内部流场的光学测量提供了基础。学测量提供了基础。学测量提供了基础。
技术研发人员：钟强 禹东峰 刘建华 王福军
受保护的技术使用者：中国船舶科学研究中心
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2022/7/12