雨滴物理特性的粒子成像测量技术研究

来源：农业机械学报杂志2015年第9期北京时间：

作者：郭明航,展小云,赵 军,林 奇

单位：西北农林科技大学;中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,西北农林科技大学;中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,西北农林科技大学;中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,西安敦瑞测量技术有限公司,

摘要：雨滴形状、直径、降落速度等是表征雨滴特性的重要物理量。为了获取雨滴物理特性参数，基于粒子成像的瞬态测量可视化技术，研制了降雨环境下拍摄雨滴影像的光路系统和成像系统，开发了雨滴影像的识别、提取、量测等软件系统，设计了一种基于面阵电荷耦合元件的自然降雨成像测量系统。钢珠洒落实验发现该技术观测误差小。外场观测实验发现本次降雨主要以中等粒子为主，雨滴直径和降落速度均值分别为2.00mm和3.52m/s。 雨滴降落速度可由雨滴直径的线性回归方程表达，且该方程的预测准确度和精度较高。可见，该测量技术可以准确地获取雨滴物理特性参数，为降雨特征和土壤侵蚀研究开辟了新途径。

关键词：雨滴 物理特性 粒子成像 土壤侵蚀

基金资助：国家自然科学基金资助项目(41371278)和中国科学院科研装备研制资助项目(YZ201163)