双光栅在不同夹角下测量杨氏模量的实验研究

根据莫尔条纹的位移放大原理,利用在光栅栅距恒定时栅线夹角与莫尔条纹的宽度在小角度情况下成反比的关系,对钢丝杨氏弹性模量进行测量.通过对测量数据及计算结果的分析,得出结论:莫尔条纹的宽度随夹角增大而减小;测量误差随着光栅夹角增加而增大,但小于5%.并将实验值与理论值相比较,确定莫尔条纹法测量杨氏模量的可行性.     

天文定位中倾角传感器的标定

为提高天文定位系统的定位精度,减小倾角传感器安装误差对系统水平测量精度的影响,对系统中倾角传感器的安装参数标定及校正进行了研究.首先,给出基于倾角传感器的天文定位系统工作原理,分析倾角传感器安装过程中存在的误差源.然后,提出一种通过对天文定位系统进行改造,利用系统自身完成倾角传感器安装参数标定的方法,并给出了倾角测量数据的校正算法.最后,建立三视场天文定位系统仿真测试平台,对标定方法的性能进行了分析和验证.实验结果表明:该倾角传感器安装参数标定方法的标定精度与倾角传感器自身测量精度保持一致,在全量程范围内校正后的倾角测量结果最大误差为4.315 5″,基本满足天文定位系统中高精度倾角测量要求.     

基于高斯拟合的条纹管成像激光雷达目标重构

为得到更为精细的三维重构,提出一种基于信赖域法高斯拟合的峰值探测法,对每帧图像单时间通道的回波进行高斯建模,建模结果可有效减小噪声干扰,具有唯一峰值,该结果作为新的回波波形,再对其进行峰值探测,并基于空中目标实验数据对本文方法进行验证.实验结果表明,基于高斯拟合的峰值探测法可将特征数据的提取误差降至10%以内;利用该方法提取特征数据进行目标三维重构,可实现探测深度方向上最小30cm的空间分辨力,提高了条纹管激光雷达的三维成像精度.     

磁性液体在倾角传感器中的应用实验研究

磁性液体具有磁性、流动性及二阶浮力原理等特殊的性质.理论分析表明,将磁性液体作为传感器的敏感材料应用到倾角传感器中,将具有测量灵敏度高、稳定性好的优点.本文首先设计了磁性液体倾角传感器的原始模型.为了筛选出合适的磁性液体应用于倾角传感器,本实验着重从饱和磁化强度、黏度、磁性液体体积等几方面考察了磁性液体对倾角传感器的输出结果的影响,得出了适用于传感器的磁性液体性能指标.     

Numerical simulation on evolution of subharmonic low-speed streaks in minimal channel turbulent flow

The evolution of low-speed streaks in the turbulent boundary layer of the minimum channel flow unit at a low Reynolds number is simulated by the direct numer- ical simulation （DNS） based on the standard Fourier-Chebyshev spectral method. The subharmonic sinuous （SS） mode for two spanwise-aligned low-speed streaks is excited by imposing the initial perturbations. The possibilities and the physical realities of the turbulent sustaining in the minimal channel unit are examined. Based on such a flow field environment, the evolution of the low-speed streaks during a cycle of turbulent sus- taining, including lift-up, oscillation, and breakdown, is investigated. The development of streamwise vortices and the dynamics of vortex structures are examined. The results show that the vortices generated from the same streak are staggered along the streamwise direction, while the vortices induced by different streaks tilt toward the normal direction due to the mutual induction effect. It is the spatial variations of the streamwise vortices that cause the lift-up of the streaks. By resolving the transport dynamics of enstrophy, the strength of the vortices is found to continuously grow in the logarithmic layer through the vortex stretching mechanism during the evolution of streaks. The enhancement of the vortices contributes to the spanwise oscillation and the following breakdown of the low-speed streaks.     

光学石英晶体条纹缺陷表征

本文对光学石英晶体进行辐照,将通常仅在脉理仪下才能呈现的条纹缺陷着色,加以观察和分析.对比辐照后条纹形貌和脉理仪下观察图样,确定辐照可以使条纹缺陷呈现;通过辐照后的着色机理,确定条纹缺陷是由杂离子在晶格中造成的形变产生;通过对比无条纹缺陷区域和条纹缺陷区域化学成分,确定进入晶格的Al3+是引起人造光学石英晶体中条纹缺陷的主要原因.     

激光莫尔干涉谱投影信息提取

分析了真实火箭喷焰的激光莫尔干涉谱,并提取其投影信息,重建了密度场。使用自制的大口径、高灵敏度莫尔偏折仪采集真实火箭喷焰的莫尔条纹图;采用傅里叶变换对莫尔条纹展开技术处理,获得了莫尔条纹的相位分布。根据莫尔条纹边缘提取背景,进一步获得背景相位分布。变形莫尔条纹的形变量通过求相位差获得,进一步提取轴向任意截面的投影信息。应用基于偏折投影的“简单自相关代数迭代重建算法(SSART)”层析流场。等间隔取8个方向的投影进行迭代,重建了截面密度分布图。结果发现,根据火箭喷焰的莫尔条纹,采用傅里叶变换相位展开技术,可以方便地提取任意截面的投影信息。应用SSART技术可以重建截面密度分布。因此,基于偏折投影的“SSART”算法是一种优良的非线性偏折层析重建算法。     

Control of Spiral Waves in an Excitable Medium by Applying Close Loop Feedback Scheme

In this paper, a scheme of close-loop feedback is proposed to induce transition of spiral pattern in the excitable media, which is described with the modified FitzHugh-Nagumo model. The numerical simulation results confirm that the stable rotating spiral wave is removed and the whole media becomes homogeneous when appropriate intensity of feedback is used no matter whether the coupling feedback is imposed on the whole media or the sites in one line in the media.     

利用侧向阴影照相技术探测靶的飞行速度

 建立起一套侧向阴影照相的光学系统,利用可见光作为探测光,在状态方程实验中对靶的飞行速度进行探测。在天光KrF准分子激光装置上进行激光打靶实验,激光波长为248.4 nm。在激光功率密度为8.3×10¹¹ W/cm²的条件下,测得50 μm厚铝靶的飞行速度为3.28 km/s;在激光功率密度为4.7×1010¹¹ W/cm²的条件下,测得带100 μm厚烧蚀层的13 μm厚铝靶的飞行速度为2.52 km/s。最后进行了误差分析计算,实验中探测激光与靶表面偏离角度最大不会超过2.06°,偏离角对实验精度产生的影响可以被忽略。     

干涉条纹计数法光纤Fabry-Perot腔液位传感器

提出一种抗光源波动和外界干扰的条纹计数法光纤Fabry-Perot腔干涉型液位传感器.为适应这种条纹计数法对应变大挠度的要求,采用波纹管作应力弹性元件;对干涉条纹走向(或液位升降判向),分别提出实用的硬件设计方案和计算机软件处理办法;给出一种腔长温度补偿设计;实际制作了双光路光纤Fabry-Perot腔液位传感器,进行了实际气压模拟试验和实际水位测量试验,取得了良好结果.