Исследование течения, создаваемого скользящим разрядом, с помощью сверточной нейронной сети
Аннотация:
Проведено количественное исследование ударно-волнового течения, создаваемого в воздухе скользящим поверхностным разрядом длительностью менее микросекунды. Визуализация течения проводилась теневым методом, регистрация процесса велась со скоростью 124 000 кадров / с, экспозиция 1 мкс. Цель работы – исследование динамики возникающей при разряде цилиндрической взрывной волны и области, ограниченной контактной поверхностью (ООКП). Каждый эксперимент позволял получить несколько сотен изображений нестационарного газодинамического процесса длительностью до 1 мс. Для определения положений разрывов обучена и применена сверточная нейронная сеть YOLOv8. Размечен набор данных, содержащий 984 разметки. Обученная модель по метрике mAP50 достигла 0.887, а mAP50-95 составила 0.557. С помощью модели автоматически измерялись вертикальные размеры ООКП. Она расширяется на временах до 0,4 – 0,8 мс до вертикального размера 5 – 11 мм. Измерялись x-t диаграммы и скорости цилиндрических взрывных волн. Показано, что при t < 1 мс основной причиной развития ООКП является поток за фронтом взрывной волны. Показано, что применение компьютерного зрения позволяет значительно ускорить анализ высокоскоростной съемки течений и извлечение количественной информации.
