障碍物对液体表面波检测的影响研究

为了研究障碍物对液体表面波检测的影响,本实验将一矩形障碍物放置在表面波的传播方向上,激光斜入射到表面波激发器与障碍物之间的区域,观察到衍射图样。当表面波传播到障碍物时发生反射,根据波的叠加原理,障碍物与激发器的距离不同,叠加后的表面波振幅也不同。通过改变障碍物与激发器之间的距离,观察屏上得到不同的衍射图样。利用计算机软件Matlab对不同的衍射图样扫描,得到不同的光强分布。根据光强分布及贝塞尔函数规律,得出不同距离处同一入射点的液体表面波振幅。实验结果表明:液体表面波振幅随着障碍物与激发器之间的距离增大以指数规律减小。     

红外和极紫外双色激光场中氦原子的非序列双电离动量谱研究

近年来,多电子体系在强激光场中的电子关联效应成为原子分子物理研究的热点,引起了人们的广泛关注。基于频域理论,研究了氦原子在红外和极紫外双色激光场中由碰撞-激发-电离机制引起的非序列双电离过程。非序列双电离动量谱呈现出复杂的干涉图样,其中干涉图样的低能部分主要来自一个通道的贡献,高能部分来自多个通道贡献的干涉。对碰撞-激发过程的研究表明,该过程需要的能量主要来自于碰撞电子之间传递的能量和电子吸收XUV光子。该研究可为多电子原子电离过程的实验研究提供科学的理论依据。     

掺杂对甘油激光烧蚀冲量耦合特性的影响

为了研究激光推进技术中液体工质的最优掺杂浓度,进行了激光烧蚀掺杂甘油液体工质的冲量耦合特性实验研究。实验中采用10ns脉宽的Nd:YAG激光器烧蚀粘性液体甘油,在甘油中混合了不同浓度的纳米碳粉作为掺杂剂,以提高对激光能量的吸收。运用阴影测量法观测了激光烧蚀羽流的喷射过程,对不同掺杂浓度甘油的烧蚀产物、等离子体膨胀、激波传播、飞溅现象进行了对比分析;运用激光干涉扭摆法测量了烧蚀冲量,并分析了掺杂浓度对冲量耦合系数的影响。实验结果表明,掺碳后甘油的喷射行为、激波速度和冲量都发生了改变,而且掺碳后甘油的冲量耦合系数和比冲有了显著提高。综合分析得到1%浓度碳粉是甘油的最优掺杂浓度,此时冲量耦合系数从无掺杂时的67 m N·s/J提高到1250m N·s/J。     

用莫尔法改进的双光束干涉仪

本文从理论上和通过实验说明应用莫尔技术消除了在双光束干涉图上由于光学元件的缺陷所引起的性能降低。在这个方法中,调相物体(Phase Object)的信息作为莫尔图样是通过有缺陷的光学系统在有和没有物体时,将干涉图形相迭加而得到的。     

激光全息术测量C/ C 复合材料泊松比

根据激光全息术的基本原理,利用CCD分别记录C/C复合材料试样弯曲状态变化前后的全息图,分析材料弯曲应力状态下表面的干涉条纹图样,通过测量干涉条纹图样中相同相位条纹的渐近线之间的夹角,求出C/C复合材料的泊松比.试验证明该方法简单易行,数据可靠,是一种有效测量C/C材料泊松比的方法,激光全息术测得轴棒法C/C材料、针刺C/C材料、毡基C/C材料泊松比分别为0.196、0.183、0.040.     

一种全光纤激光干涉测速仪的研究

应用全光纤激光干涉测速原理,搭建了一套由单模光纤和光纤耦合器组成的全光纤测速仪。通过与激光测振仪的比对实验得到了相对偏差小于1.4%的测速结果,实验利用Hopkinson杆冲击产生标准速度源,提供20.86 m/s瞬时标准参考速度时,实测速度为20.57 m/s。验证了全光纤激光干涉测速仪的可行性。     

亚声速横向气流中液体射流破碎过程的直接模拟

为研究亚声速横向气流中液体射流柱的变形、弯曲以及其破碎过程,利用LES结合VOF的方法,对射流破碎过程进行了直接模拟。通过计算观察得到射流柱进入到横流气体中后由于RayleighTaylor(RT)不稳定性和Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性的共同作用迅速发生变形,并形成表面波,同时伴随着细小液滴的脱落,气流在射流柱后方形成涡状结构。在射流柱的迎风面上同时存在两种表面波,即RT表面波和KH表面波。模拟所得液柱纵向初始表面波波长为0.22mm,与K-H表面波波长理论公式计算所得相接近。通过对比射流柱的背风面和迎风面两侧,发现在横向来流中背风面上的大量细小液滴主要是由横向来流对液柱的不稳定性扰动造成迎风面上的液体向背风面方向挤压并剪切,最终脱落造成。     

在正交偏振双色激光场中原子电离过程的理论研究

基于非微扰量子电动力学的频域理论,研究了原子正交偏振双色激光场中的电离过程。研究表明,在两色低频激光场中,两束激光场在电离过程中起了相同的作用。在低频和高频双色激光场中,电离谱呈现出多平台结构,并且两束激光场起了不同的作用,其中低频激光场决定每个平台的宽度,高频激光场决定原子的电离几率。该研究可为原子在正交偏振双色激光电离过程的实验研究提供科学的理论依据。     

应用双镜头三维LDV／PDPA系统诊断液流模型流动特性方法

在双透镜模式三维激光测速系统的基础上，提出了在测量液体模型时修正入射光聚焦变形的光程角－位移补偿法，此方法使两个人射镜的入射光学在具有多层不同性质介质的模型中保持相变，交通过位移补偿移入射光相交在同一测量平面上，得到了与入射角，介质折射率及坐标架位移有关的补偿公式，利用实时三维ＰＤＰＡ系统对旋转水平水流模型进行了调整和测量，实验结果证明了该方法的原理理正确的，对解决不同折射率介质的液体流场及液固－     

一种测量透明液体折射率的干涉折射计

本提出一种基于马赫－曾德干涉仪原理测量透明液体折射率的干涉折射计，讨论了两种测量方法及相应的计算公式，实验结果表明，该折射计结构简单，精度高，并且适用于各种透明液体对给定波长的折射率的测量。     

喷射液束电解辅助激光打孔的模拟和试验研究(英文)

再铸层和溅射物是激光打孔固有的两个缺陷,这些缺陷限制了激光打孔技术在航空工业中的应用。为解决这一问题,创新提出了喷射液束电解辅助激光打孔方法用以改善激光打孔质量。该加工方法是在激光加工中同轴施加喷射电液束,喷射电液束在加工中对工件的电化学溶解作用、有效的冷却作用以及冲刷金属熔滴作用都有助于去除再铸层和溅射物。针对这一新型加工方法,建立了二维数学模型模拟加工孔的截面轮廓并通过模拟结果与试验结果的比较得到验证。利用倍频后的脉冲Nd:YAG激光对0.5mm厚的321不锈钢片进行了喷射液束电解辅助激光打孔试验研究,并通过光学显微镜观测了加工试验结果。通过对喷射液束电解辅助激光打孔结果与空气中激光打孔的对比,证实了该新型加工方法有效去除了再铸层和溅射物,其加工效率约为空气中激光打孔的70%。     

旋转锥形液膜喷雾形态与表面波动实验研究

为了全面加深对旋转锥形液膜一次破碎机理的认识,采用高速阴影法对离心喷嘴的喷雾场进行了试验拍摄,并基于喷雾场形态特征详细描述了7种喷雾形态随压降的变化过程,分析了液膜表面波动与液膜穿孔的关系以及导致液膜破碎的机理,重点关注了波动、穿孔和湍流这三种锥形喷雾形态,并对其表面波动特征随压降的变化规律进行了研究。研究表明：液膜的表面波动和液膜穿孔均是由初始速度波动引起的液体聚集从而形成波峰和波谷导致的,在三种锥形喷雾形态中这两种特征一直存在;随着压降增大,在波动锥形喷雾形态中液膜表面波动的波长、振幅和频率均逐渐变大,在穿孔锥形和湍流锥形喷雾形态中液膜表面波动的波长和振幅逐渐减小,频率逐渐增大,且在湍流锥形喷雾形态中,频率组成随压降增大越加混乱。     

黏性液体横向射流破碎机理

航空发动机中液体燃料雾化过程十分复杂，特别是雾化初始阶段，至今无法建立准确的雾化模型。本文利用线性不稳定性分析法研究均匀气场和二维剪切气场中，不同黏性液体横向射流破碎过程。在圆柱坐标系下，建立有黏液体横向射流色散方程，利用Muller法求解得到射流表面表面波的不稳定增长率随波数的变化情况。当来流为均匀气流时，考虑液体黏性影响，射流表面扰动波增长率的减小量与增长率的比值较不考虑黏性时的至少增大1 000倍。黏性对Kelvin-Helmholtz (K-H)和Rayleigh-Taylor (R-T)不稳定性均起到削弱作用，抑制了射流破碎，且表面波波数越多，黏性对破碎的抑制作用越强，但并不影响射流的不稳定波数范围。当黏性系数增大500倍时，表面波最大增长率降低80.37%,最佳波数减小40%,黏性力对表面波的抑制作用十分明显。横向来流为二维剪切气流时，横向气动力和剪切速度促进液体射流表面波生成进而产生破碎，而液体的表面张力和黏性力则会抑制表面波生成。液气动能比越大，气流剪切作用对射流不稳定性的影响越大，K-H不稳定性主导射流表面波的生成。进一步研究液体黏性对射流不稳定性的抑制作用，发现黏性...     

激光全息干涉术用于航空梁架结构模型的振动分析

本文叙述激光全息干涉术在航空梁架结构振动分析中的应用。采用激光全息照相得到了两种简化模型的五阶振型图。同时应用振动理论计算了两种模型的固有频率值以及各阶振型的节线分布,两者进行比较,结果十分接近,这表明了实验结果和理论计算结果是可靠的。对一个航空梁架结构的两种简化模型（三梁和五梁）的振动分析表明,其五阶振型存在着较大的差别,这表明了模型简化中存在着刚度的差别。简单的三梁简化模型在多梁机翼的模拟上具有误差,而五梁简化模型得到可靠论证。     

基于实测数据的复合材料构件装配干涉与间隙计算

针对因成型误差引起的复合材料构件装配干涉问题,本文基于激光测量设备获取装配件点云数据,提出一种基于实测数据的复合材料构件装配干涉与间隙的降维求解方法,将三维装配的干涉与间隙计算转化为二维边界距离计算。以某型飞机雷达罩装配为例,通过实验验证了本文所提出的方法与算法的可行性,相较于原有装配工艺,装配精度与装配效率得到了提升。     

液体工质激光推进冲量耦合系数实验测试

在成功研制液体工质注入系统的基础上,以脉冲式CO2激光器为光源,将雾化水滴用作工质,进行了激光推进性能实验测试研究。实验发现水工质激光推进冲量耦合系数较大气吸气模式获得了较为明显的提高,达到了50×10-5N.s.J-1左右。与国内外相关实验结果进行了对比分析,讨论了提高液体工质激光推进性能参数的方法。     

用激光超声技术检测与表征镀层材料参数

理论分析了镀层材料表面摄动表面波的传播、脉冲激光激发的瞬态声场,开展了激光超声试验检测,并以此为基础进行了表面波表征和反演表面层参数的反演方法研究.试验检测结果与理论结果有很好的一致性.基于摄动表面波的频散特性,采用模拟退火方法,以镀锌钢块试样所做的试验检测结果进行了镀层参数反演,获得了较好效果.     

火箭燃气喷流的数值和实验研究

通过数值计算和实验,研究了２１和９火箭发动机燃气喷流流场。数值计算采用激波高分辨率、二阶精度ＴＶＤ格式,得到包括射流边界、桶形激波、反射激波、Ｍａｃｈ盘和滑移线的清晰的流谱。实验测试应用Ｆ－Ｐ激光干涉仪和自动测压系统,得到流场Ｆ－Ｐ干涉照片和压强分布。计算结果与实验结果符合较好     

双焦点激光焊接工艺参数对焊缝成形影响

通过利用自行研制的分束焊接头将一束激光分为能量相当的两束激光,在沿焊缝方向上串联产生了两个焦点.通过该试验系统研究了在双焦点激光焊接过程中参数的变化对焊缝成形和熔深的影响规律,探索了双焦点激光焊接最佳工艺的参数调节,试验结果表明,双焦点激光焊接显著改善了焊接质量,焊缝的中心线开裂敏感性也降低.双焦点激光焊接过程中,激光功率、焊接速度、离焦量等参数的变化,均能对焊缝成形和熔深产生显著影响,进而影响焊缝的微观组织和宏观形状.     

激光干涉仪用平行光管的设计

一、前言在干涉仪器中,用激光做光源极为广泛。激光器发出的光束是很细的,需用平行光管扩束才能满足使用要求。如何设计平行光管才能满足要求呢?我们就自己工作中遇到的一些实际问题谈几点看法。