高速摄像机、科学相机赋能燃烧与多相流研究

11月2日于北京圆满闭幕的2025年中国工程热物理学会学术年会上，中科君达视界向与会专家学者展示了千眼狼高速摄像机、科学相机、气泡测量软件在燃烧学、多相流等学术重点领域的典型应用。

1燃烧应用-气体腔内燃烧观测

气体腔内燃烧室燃烧学研究中典型的封闭空间非稳态反应流场问题，关注预燃室、内燃机燃烧室、爆震管等受限空间内复杂的激波-火焰-边界相互作用，对实验观测时间分辨率要求极高。利用千眼狼高速摄像机10000帧/秒的时间分辨率与微秒级快门曝光，可精准记录腔内火焰的起爆、传播、压力波反射等关键瞬态，为新型动力装置的燃烧稳定性控制提供可视化的实验数据。

图1 气体腔内燃烧

2燃烧应用-蓝色火焰

安全工程领域，火焰的传播速度和特性直接影响火灾蔓延和危害程度。其中蓝色火焰因燃烧充分、温度高，其传播动力学机制是火灾安全研究中的核心问题。传统图像采集设备在弱光下的灵敏度不足(量子效率＜30%)，难以捕捉蓝色火焰的瞬态行为。利用千眼狼sCMOS科学相机可捕捉蓝色火焰的边缘轮廓，提取火焰边缘位置信息，计算火焰在不同时间点的位移，进而计算蓝色火焰的传播速度。

图2 科学相机捕捉蓝色火焰

3多相流应用-气泡动力学测量

多相流研究关注气泡、液滴、颗粒等离散相形态、运动与相互作用，决定传热、传质与反应效率。其测量难点在于气泡界面作用复杂、演化速度极快，传统图像法存在边界识别误差、跟踪效率低等问题。

利用气泡测量软件，结合千眼狼高速摄像机捕捉的序列图像，可识别气泡轮廓、计算索特直径分布、气泡面积直径速度加速度等气泡动态学指标，定量表征多相流动态规律。

图3 气泡索特直径测量

图4 气泡动力学指标测量

高速摄像机、科学相机、气泡测量软件已成为燃烧与多相流研究中不可获取的实验工具，用于捕捉蓝色火焰、识别气泡轮廓、计算气泡动态学指标等，让不可见的瞬态热物理过程变得可视化，助力科研工作者攻克燃烧稳定性、多相流传递中的实验难题。