毫秒激光辐照单晶硅的在线应力损伤研究

为了测量毫秒脉冲激光辐照非透明材料的在线应力及应力应变演化的过程,基于光学干涉理论,针对大功率固体激光器与材料的相互作用,采用马赫-曾德尔干涉的方法,得到了材料损伤的干涉条纹。通过对干涉条纹变化的分析与处理,可以得到材料在线应力及其演化过程。基于光学干涉理论,选择单晶硅作为实验材料,建立comsol仿真模型,并在理论及仿真的基础上开展实验。实验与仿真的r(x)方向误差在11.7%~33.91%之间,z(y,z)方向误差在20.25%~31.34%之间,说明用马赫-曾德尔干涉的方法测量非透明材料的应力具有可行性。实验研究为激光与非透明材料作用过程中在线应力损伤及演变过程研究提供了一个新的方法。     

粉粒体两相流的电容层析成象测量

粉粒体系统中的固相浓度分布的在线测量是十分困难的问题．电容层析成象技术是一种近年来发展起来的非侵入式快速浓度场测量技术．它不干扰流场，不受流动中颗粒浓度、加速度、不透明等因素的制约．本文讨论其测量原理、应用、近期进展、存在的主要问题及其解决的对策．     

光谱干涉及其在非透明样品厚度测量中的应用

针对金属带材等非透明样品厚度的高精度原位测量问题，本文基于光谱干涉绝对距离测量的基本原理，提出了一种结构紧凑、全光纤的非透明样品厚度非接触式差分测量方法.首先介绍了光谱干涉的基本原理及绝对距离测量的具体实现，然后设计、搭建了一套全光纤差分光谱干涉测量非透明样品厚度的原理验证光路，并开展了原理验证实验，实现了标准量块厚度的高精度测量，最后对该方法的测量误差进行了分析，分析结果表明，采用该方法可以达到亚微米级的厚度测量精度.     

冲击状态下仍透明材料的冲击温度测量

 在对冲击作用下界面热传导特性进行分析的基础上,提出了一种在透明材料前加一高发射率特殊填层材料,通过其与透明材料的热平衡温度来确定透明材料的冲击温度的测量方法,并对氯化钠单晶在41 GPa压力下的冲击温度进行了测量。初步实验结果表明,用这种方法测量透明材料的冲击温度是可行的。     

基于修正Levenberg-Marquardt算法的非球面面形误差校正

透射显示双屏偏折系统解决了传统方法无法测量非连续镜面三维形貌的难题，其使用透明显示屏，既增大了测量视场又减小了系统结构的复杂性。但透明显示屏的折射效应会导致三维测量结果产生误差。在分析透射显示双屏系统中折射光路的基础上，提出一种透明显示屏折射误差补偿方法。首先分析透射显示双屏系统测量原理及折射误差产生原因。在参数标定过程中，从相位角度对透明显示屏引入的折射误差进行补偿。在所研制的测量系统上验证所提出的折射误差补偿方法。实验结果表明，该方法消除了折射效应带来的误差，提高了镜面物体三维形貌测量的精度。     

近红外光谱在线测量技术在聚合物加工中的应用研究进展

聚合物材料制品的性能与成型加工过程有着密切的联系,因此在线监控加工过程中材料的状态至关重要。根据在线监控实时反馈的数据,能够实现加工工艺参数的及时调整,确保生产过程的稳定性,从而保证产品质量、减少能源浪费、提高生产效益。近红外光谱在线测量技术是一种成本低、实时性强,可以准确定量分析的技术,已在很多生产领域得到了应用,然而在聚合物加工领域仍处于研究阶段。本文从测量聚合物中的组分含量、熔融指数、熔体密度、填充物的分散性四个方面概述了近红外光谱在线测量技术在聚合物加工中的应用研究进展,指出了近红外光谱在线测量技术尚存在的问题,给出了几点建议,最后对近红外光谱在线测量技术未来的发展进行了展望。指出在未来几十年里,随着光纤光谱仪器科学、计算机科学以及化学计量学方法的发展,近红外光谱在线测量技术在原始数据稳定性、预处理方法、建模方法及模型的稳健性与准确性上将会有长足的进步,将会在更多的领域推广应用,产生巨大的经济与环保价值。     

一种用激光干涉测量光波波长的新方法

提出了一种利用激光干涉仪测量光波波长的方法。通过改变在光的传播路径上垂直放置的透明玻璃与光传播方向的角度,使相干光的光程差发生变化;利用干涉条纹与转过角度、透明玻璃厚度之间的关系,通过激光干涉实验能准确测量出光波的波长。     

用衍射光栅和CCD测量透明材料折射率

介绍了一种基于衍射光栅干涉和CCD图像测量的测量透明材料折射率的方法。这种方法使用的仪器少,操作简单,配合CCD与图像处理的运用,尝试的两种测量方案都使精度能够达到10^-4。两种测量方案对同一玻璃基片的测量结果基本吻合,而第二种测量方案的测量精度要优于第一种,这是因为就我们目前的实验条件而言,CCD判别条纹移动的精度对折射率测量的影响要小于角度测量精度对之的影响。该方法还可以测量各向同性透明薄膜样品的折射率,为探索新型有机薄膜的折射率及其有关特性提供便利的手段。讨论了测量的基本原理和样品的测量结果,并对实验方法误差进行了分析。     

超声法测量高浓度水煤浆若干问题研究

利用超声法在线测量高浓度水煤浆具有无需稀释、快速、在线、非接触等优势.本文探讨了水煤浆中的浓度测量问题.在理论分析和实验基础上得出了水煤浆中声速与浓度的关系,指出水煤浆温度、稳定性、粒径与声速的关系和对浓度测量的影响,并从理论上提出了水煤浆中粒径测量的方法.本文设计的实验装置适合在线测量中的应用.     

CCD成像在线测量玻璃棒直径的方法研究

近年来,CCD成像在线测量技术得到广泛的应用.提出了一种可应用于玻璃棒直径在线测量的图像测量方法.该方法利用CCD成像技术实时动态获得玻璃棒的在线图像;根据玻璃棒图像的特点,使用图像处理技术提取玻璃棒的轮廓边缘信息;并使用亚像素边缘检测技术精确确定玻璃棒的边缘位置.最后采用直线拟合的方法动态实时获得所测玻璃棒的直径.其方法代替了传统的手工测量,而且易于机器自动反馈控制玻璃棒的直径变化.实验表明此方法达到了理想的测量结果.     

加入防聚剂后水合物浆液流动规律实验研究

本文围绕新型水合物化学抑制剂在海上油气田现场应用过程中将遇到的管道输送工艺设计技术方面的问题开展实验研究,首次以海上凝析油气田现场采集的油、水和按组分配置的天然气为实验介质,加入国内自主研制的水合物防聚剂,在内径25.4 mm、长为20 m的水平环道上进行了水合物浆液流动模拟实验,并结合利用柴油进行实验所得结果.总结分析了耗气量、浆液流量和压降等参数随反应时间的变化规律,对新型水合物化学抑制剂在油田现场应用中的管道工艺设计具有指导意义.     

消除透明管壁厚测量误差的理论研究

本文在理论分析的基础上，通过大量的实验，找到了玻管外径和壁厚之间的关系，并用回归分析法对实验结果进行处理，从而对壁厚的测量误差进行补偿，使测量系统的精度满足使用要求。     

测量透明管壁厚的理论研究

透明管（如玻璃管）壁厚几何尺寸的公差大小是玻管生产中产品质量优劣的重要指标之一;因此透明管的壁厚测量的精度尤为重要。根据光矢量场的电磁场理论仔细分析了透明管在平面光波中的透射和反射的光学特性;并研究其能量分布。用ＣＣＤ作接收器件,进行非接触测量实验系统实验,将理论值与实验值相比较,提出了精确测量透明管壁厚的可行性方法     

平板热管相变传热特性的实验研究

平板热管具有很好的均热性,能够避免电子器件散热时热点的产生,使热沉具有更好的散热效果.为了研究平板热管的相变传热特性,制作了可视化平板热管,通过实验研究了加热功率、冷却风速、不同工质对平板热管性能的影响.同时,还研究了槽道结构对平板热管内部沸腾换热的强化作用.     

气液两相流压力波色散特性实验研究

设计了可调频式压力扰动源的气液两相流压力波实验装置,实验研究了垂直上升管内气液两相流泡状流、弹状流压力波的色散规律。实验结果表明,对泡状流,在实验范围内,压力波的传播速度及其衰减跟扰动频率有关,随着扰动频率的增加,波速及其衰减都增加;工质的流速对压力波的色散特性没有影响。结合数值模拟结果,验证了泡状流压力波色散特性的临界频率现象,即高于临界频率,压力波色散特性消失,本文分析了相应的物理机制。对弹状流,压力波同样具有典型的色散特性,已有研究结果还不能预测其色散规律。     

水合物防聚剂多相流管线中初步应用技术研究

本文围绕新型水合物化学抑制剂（防聚剂）在海上油气田现场应用过程中将遇到的管道输送工艺设计技术问题开展研究。首次以海上凝析油气田现场采集的油、水和按天然气组分配置的气体为实验介质,加入国内自主研制的水合物防聚剂,在水平透明实验环道上进行了水合物浆液流动压降实验。通过分析实验结果并借助液固两相流有关理论,初步建立了水合物浆...     

泡状流局部界面浓度实验与理论研究

应用高速数字摄像系统,首先对双头电导探针测量泡状流局部界面浓度的几种模型进行了标定和评价。使用标定好的双头电导探针技术,对垂直上升管内气液两相泡状流局部界面浓度和含气率分布特性进行了深入的实验研究。试验段为内径40 mm的透明有机玻璃管。根据试验数据的分析结果,发展了一种垂直上升管内气液两相泡状流局部界面浓度预测模型。在本文实验条件下,该局部界面浓度模型预测结果能够与实验数据很好地符合。     

泵站水泵进水池内防涡装置有效性的数值验证

本文提出了一种消除泵站水泵吸水管内旋涡和流动分离的圆锥形防涡装置。为了验证该装置的有效性,建立了泵站水泵进水池和吸水管内三维湍流流场的数学模型,用分区网格构造了泵站水泵进水池和吸水管的贴体计算网格,采用有限体积方法,计算了无圆锥形防涡装置和有圆锥形防涡装置时,水泵进水池和吸水管内三维湍流流场,结果证明该圆锥形防涡装置能有效消除水泵吸水管内旋涡和流动分离。     

Electro-optical measurement of longitudinal dispersion in turbulent pipe flow

An attempt was made to correlate light beam absorption with the longitudinal dispersion of ink in turbulent pipe flow. Ink was injected into water flowing in a 2.22 cm ID pipe and the light beam produced by a laser traversed the pipe through transparent sections. Light beam attenuation by the ink pulse was measured with a photodiode and recorded by various means. Attenuation was measured at two locations downstream of the injection point. Since the attenuation was calibrated for ink density, theoretical prediction of the ink density distribution and the resulting light attenuation at the points of laser traverse was produced. The theoretical density distribution was based on only the first order source of longitudinal dispersion: the velocity gradient. The comparison between theory and experiment shows that, over a wide range of turbulence, dispersion was almost entirely due to velocity gradient and can be conveniently measured by the light beam absorption technique.     

STUDY OF THE IMPULSE WAVE DISCHARGED FROM THE EXIT OF A RIGHT-ANGLE PIPE BEND

The impulse wave, which is usually generated by a shock wave discharge from the exit of a pipe, almost always leads to undesirable noise and vibration problems. The present study addresses experimental and computational work of the impulse wave discharged from the exit of two kinds of right-angle pipe bends, which are attached to the open end of a simple shock tube. The weak normal shock wave with its magnitude of Mach number from 1·02 to 1·20 is employed to obtain the impulse wave propagating outside the exit of the pipe bends. A Schlieren optical system is employed to visualize the impulse wave discharged from the exit of the pipe bends at an instant. The experimental data of the magnitude of the impulse wave and its propagation directivity are analyzed to characterize the impulse waves discharged from the exit of the pipe bends and compared with those discharged from a straight pipe. Computational analysis using the unsteady, inviscid, compressible equations is complemented to represent the major features of the impulse wave obtained from the shock tube experiments. Computational results well predict the experimented dynamic behaviors of the impulse wave. The results obtained show that a right-angle miter bend considerably reduces the magnitude of the impulse wave and its directivity toward to the pipe axis, compared with the straight pipe. It is believed that the right-angle miter bend pipe can play one role of a passive control against the impulse wave.