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基于高斯滤波法的贝壳表面形貌研究

作　者: 周文棣
导　师: 白秀琴
学　校: 武汉理工大学
专　业: 轮机工程
关键词: 表面微观结构 贝壳 船舶防污 海洋污损生物
分类号: U664.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


海洋污损生物在船体表面的附着问题近年来一直受到研究人员的广泛关注,船舶负载量、航速、燃油消耗量等都与污损生物附着存在一定的关系。已有的研究表明,贝壳表面防污能力与其表面微观形貌存在密切的联系。论文以贝壳表面形貌为研究对象,通过比较分析不同贝壳表面形貌特征的异同以及贝壳表面不同位置处的表面形貌特征差异,为基于贝壳表面微观形貌的船舶绿色仿生防污研究提供基础。论文选取紫贻贝、青蛤、中国蛤蜊、日本镜蛤、华贵栉孔扇贝这5种具有不同防污特性的海洋贝壳表面形貌作为研究对象,选取贝壳表面不同的位置进行测量,运用高斯滤波法和小波法对贝壳表面三维形貌以及特征参数进行对比分析。分别采用超景深三维显示系统和LI-3表面轮廓仪对贝壳同一部位进行测量。针对采用超景深三维显示系统获得的表面三维形貌和测量数据,运用高斯滤波法对其进行处理；针对采用LI-3表面轮廓仪获得的表面三维形貌和测量数据,运用小波法对其进行处理；用高斯滤波法和小波法分别绘制出贝壳表面各个相应测量部位的微观形貌图。并选取平均粗糙度S。、均方根S。、表面十点不平整值Sz、谷峰距Sy、表面峭度Sku和中心区单位面积上的空体体积Vvc这6个特征参数,对高斯滤波和小波分析结果进行对比分析。运用上述方法对五种贝壳表面形貌进行了测量分析,结果表明高斯滤波法用于贝壳表面形貌测量是可行的。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-20
  1.1 论文的研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-17
    1.2.1 海洋污损生物的附着  9-17
      1.2.2 污损生物防除方法  10-11
      1.2.3 仿生学在防污的应用  11-12
      1.2.4 表面形貌与生物附着关系  12-15
      1.2.5 贝壳表面防污研究  15-16
      1.2.6 表面测量技术的研究现状  16-17
  1.3 研究内容及技术路线  17-20
    1.3.1 主要研究内容  17-18
    1.3.2 技术路线  18-20
第2章 表面形貌的评定及高斯滤波的应用  20-32
  2.1 表面特征  20-21
  2.2 表面形貌的评定  21-26
    2.2.1 基准表面  23-24
    2.2.2 参数表征法  24-25
    2.2.3 图像表征法  25
    2.2.4 分形表征方法  25-26
  2.3 高斯滤波  26-31
    2.3.1 稳健高斯滤波法  27-29
    2.3.2 高斯滤波器幅度逼近法  29-31
  2.4 本章小结  31-32
第3章 基于高斯滤波法贝壳表面形貌测量  32-46
  3.1 贝壳表面形貌测量意义  32
  3.2 测量设备及对象  32-36
    3.2.1 超景深三维显微系统  32-34
    3.2.2 LI-3接触式表面轮廓测量仪  34-35
    3.2.3 测量对象  35-36
  3.3 测量示例  36-38
    3.3.1 基于LI-3表面轮廓仪的贝壳表面形貌测量  36-37
    3.3.2 基于超景深三维显示系统的贝壳表面形貌测量  37-38
  3.4 高斯滤波快速算法  38-40
  3.5 贝壳表面形貌测量后的高斯滤波  40-42
  3.6 表面特征参数及其计算  42-45
  3.7 本章小结  45-46
第4章 贝壳表面三维形貌及特征参数对比  46-64
  4.1 小波法  46-47
  4.2 表面结构对比  47-57
    4.2.1 华贵栉孔扇贝  48-50
    4.2.2 紫贻贝  50-51
    4.2.3 日本镜蛤  51-53
    4.2.4 青蛤  53-55
    4.2.5 中国蛤蜊  55-57
  4.3 表面特征参数对比  57-63
    4.3.1 华贵栉孔扇贝  58-59
    4.3.2 紫贻贝  59-60
    4.3.3 日本镜蛤  60-61
    4.3.4 青蛤  61-62
    4.3.5 中国蛤蜊  62-63
  4.4 本章小结  63-64
第5章 结论与展望  64-66
  5.1 结论  64
  5.2 展望  64-66
参考文献  66-69
致谢  69

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 船舶机械 > 船舶防污设备
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