本文首先介绍了传统纹影技术和背景纹影技术的基本原理和方法,综述了它们在燃烧、传热传质、风洞试验等相关领域的应用,并分析了背景纹影技术与传统纹影技术相比的优点和缺点。提出使用背景纹影技术重建火焰温度场。为了重建温度场,通过试验获得存在温度场梯度分布的背景斑点图像和不存在温度场梯度分布的背景斑点图像,使用粒子图像处理软件对2幅图像进行互相关分析,求取背景粒子偏移量,即获得光线通过温度场以后在相机上的投影偏折角。将获取的任意切面偏折角数据进行迭代重建,求取这一切面的折射率分布,根据盖斯公式和气体状态方程进行求解,获得任意切面的温度场分布,将重建结果和谱线反转法测定的温度场进行比较,温度场分布符合实际情况。本文采用背景纹影技术研究了横置圆管在自然对流情况下的温度边界层分布,试验使用Fluent软件获得圆管周围浮力流场和温度边界层的大致分布情况,根据数值模拟获得的温度边界层和背景纹影图案来进行迭代网格划分,再对温度边界层进行三维重建,实现了自然对流情况下横置圆管温度边界层的定量测量。为实验和工程应用中温度边界层的观察和测量提供了一种简单实用的方法。