基于主成分回归的温度分布反演研究

多谱辐射测温是一种非接触温度测量方法,目前常用的多谱辐射测温只能反演出一个近似温度值,而无法给出实际的温度分布。针对此问题,基于普朗克定律,采用主成分回归算法,以强激光毁伤靶材温度测量为例,在脉冲能量为34.2 J的激光入射条件下,从热辐射谱中反演出近似温度值为2 700 K,拟合相对偏差为0.5%,当温度分布范围为2 600～2 800 K时,拟合相对偏差减小为0.13%,减小了温度反演偏差。首次给出了基于主成分回归方法的温度分布反演,提高了非接触式温度测量的表征精度。     

锂离子对稀土掺杂氧化物的红外激光诱导热辐射的影响

由于具有较高的可见波段荧光效率,基于稀土掺杂氧化物的红外激光诱导热辐射具有重大的应用潜力。进一步提高红外诱导热辐射效率具有重大的实用价值。设计了一种改善稀土掺杂氧化物材料中红外诱导热辐射效率的方案,即通过掺杂改性杂质,既可以改变稀土离子周围局域晶场的对称性;同时又引入了晶格缺陷。对应的效果包括：一方面,可以通过增强稀土离子周围的晶场强度来提高稀土元素对于入射光子的吸收能力;另一方面,可以利用晶格缺陷作为猝灭中心来增加材料的热转化能力,最终将显著提高杂质改性材料的光热转化效率,即获得更加高效的红外诱导热辐射材料。为了验证设计方案的可行性,利用溶胶-凝胶方法合成了不同浓度的镱离子和锂离子的共掺杂样品,通过XRD及TEM测试分析了杂质对样品结构的影响,并且基于荧光发射光谱具体研究了杂质掺杂浓度对热辐射效率的影响。该工作为高效稀土掺杂热辐射材料的制备提供一定的参考。     

空间行波管收集极的热特性分析

 利用有限元方法对一Ku波段空间行波管收集极的热特性进行了模拟计算,得到了收集极的温度分布图。分析比较了接触热阻和热辐射对热特性的影响,结果表明接触热阻明显地阻碍了热量的散失,使收集极整体温度有一定上升,而热辐射在使收集极各部分温度降低的同时,使温度分布更均匀。运用间接法进行了热-应力耦合分析,得到了收集极的位移场分布等值线图,进而确定该收集极采用的结构在热形变方面满足散热要求;并对在轴向加矩形翅片和在径向加圆形翅片两种散热方案进行了分析,得到了各自的优缺点,为散热方案的选择提供了依据,从而可以更好地提高散热效率。     

光源在光学实验中的应用

本文对大学物理光学实验中常用光源做简单介绍,使学生明确不同的光源用于不同的实验目的。     

HWR腔水平测试恒温器热辐射屏设计与测试

低温恒温器是超导直线加速器的重要部件之一,其为超导腔及超导磁铁提供稳定的低温环境。文中介绍了HWR单腔水平测试恒温器(TCM1)中热辐射屏的设计、模拟计算、安装与测试。     

碳氢扩散火焰实验研究：燃烧气氛对火焰光谱与温度的影响

辐射是各种燃烧过程中热传递的主要方式。在不同的火焰中,辐射光谱分布十分复杂。在这项工作中,利用光谱仪测量了可见光(200～900 nm),近红外(900～1 700 nm)和中红外(2 500～5 000 nm)波段火焰的光谱强度,分析了空气和富氧气氛下扩散火焰的光谱特征。并基于光谱分析,定量得到了火焰中碳烟以及气体发射的辐射力,计算了火焰的温度分布。结果表明,空气燃烧中的火焰温度低于富氧燃烧中的火焰温度。在空气气氛下,火焰中的碳烟和气体均对中的热辐射起着重要作用。而在富氧气氛下,气体对于火焰热辐射更为重要。在可见光和近红外波段,由于在空气气氛下火焰中碳烟的大量形成,光谱曲线显示出了良好连续性。而富氧气氛下火焰的辐射光谱降低。在中红外波段,空气气氛下火焰的气体辐射明显弱于富氧气氛下火焰的气体辐射。     

离散统一气体动理学格式稳态辐射输运应用

工程应用中的介质热辐射问题是典型的多尺度问题. 基于Boltzmann输运方程建立的各类气体动理学格式, 在多尺度瞬态问题中得到了广泛应用. 为了克服显式求解方案中CFL条件等的限制, 文章通过气体动理学格式实现稳态辐射输运方程的直接求解. SDUGKS格式由离散统一气体动理学格式(discrete unified gas kinetic scheme, DUGKS)的核心思想发展而来, 应用于稳态问题计算. 将SDUGKS格式进一步拓展到多尺度的稳态热辐射输运计算. SDUGKS格式继承了DUGKS格式沿特征线离散实现的界面重构, 并通过隐式增量格式的单元更新实现对辐射强度的较正, 采用逐次迭代法将辐射强度渐近收敛到稳定值. 选用多组一维和二维不同尺度的辐射传热算例, 通过与特定的解析解以及其他数值方法结果对比, 检验了SDUGKS的计算精度和计算效率, 并论证了它在多尺度问题中的渐进保持性质.      

微极流体薄膜层通过以滑移速度移动的可渗透无限平板时流体特性变化和热辐射对流动和热传导的影响

微极流体薄膜层通过按滑移速度移动的可渗透无限竖直平板时,研究热辐射对混合对流薄膜层流动和热传导的影响.假定流体粘度和热传导率变化是温度的一个函数.对一些典型的可变参数值,应用Chebyshev谱方法,数值求解流动的控制方程.将所得结果与已发表文献的结果进行比较,结果是一致的.绘出并讨论了可变参数对速度、微旋转速度、温度分布曲线、表面摩擦因数和Nusselt数的影响.     

H2/Air/CO2点火过程中的热辐射和化学反应效应

本文采用基于详细化学反应机理的化学反应流自适应数值模拟技术,研究了添加二氧化碳对氢气/空气预混气体点火的影响,获得了不同当量比下最小点火能随稀释率的变化情况。本文引入最小点火能的热辐射敏感度与化学反应敏感度,重点分析了CO₂的热辐射效应和化学反应效应对最小点火能的影响。研究结果表明二氧化碳的热辐射效应和化学反应效应只有在接近极限稀释率时才会导致最小点火能有显著升高。     

Continuous Variable Entanglement of Two Mesoscopic Josephson Junctions Induced by a Thermal Radiation Field

The continuous-variable （CV） entanglement between two mesoscopic Josephson junctions is studied and the time-dependent characteristic function in Wigner representation for the Josephson junction subsystem driven by a singlemode thermal field is analytically obtained. It is found that an initial lowest energy state of the junction subsystem can evolve into a two-mode entangled Gaussian state through the interaction with the thermal radiation field. Furthermore, we investigate the influence of the temperature on the entanglement of the junctions and find that the CV entanglement of the two junctions shows the critical behavior with respect to the temperature.