沙粒跃移击溅函数的高速数字摄像研究

王大伟　王　元　杨　斌　张　玮

摘要：采用高速CMOS数字相机拍摄的方法记录沙粒与床面的碰撞过程，通过分段图像叠加的算法对获得的实验图像进行处理，提取出沙粒运动时序位置，并计算其入射以及反射的速度和角度，通过统计分析得出跃移沙粒与沙床碰撞过程中的控制参数——碰撞平面角、速度和能量恢复系数的分布，都近似满足正态分布，实验结果表明，沙粒与沙床碰撞过程中损失的动能超过总能量的一半，且由于碰撞平面角大于0度的比例达到70％，即使沙粒在碰撞过程中能量有所损失，沙粒与沙床碰撞后垂直分速度增加的现象仍比较普遍，使得沙粒在与气流相互作用的过程中获取更多的能量，从而为沙粒的持续跃移提供了保证。

关键词：沙粒跃移；高速数字相机；击溅函数；碰撞平面角

中图分类号：O359文献标志码：A文章编号：0253-987X(2009)07-0125-04