大气光学湍流模式研究:Cn2廓线模式

由于大气湍流的存在,当光束在大气中传播时会发生相位起伏、光强闪烁等一系列湍流效应现象,严重制约光电系统的性能,是造成天文观测困难的主要原因.大气折射率结构常数C_n²廓线是评估大气湍流效应的重要参数.本文归纳了几种有代表性的C_n²廓线模式,提出了修正的CLEAR I夜晚模式;分析了高美古、拉萨、大柴旦、茂名、荣成等5个实验点探空测量数据,给出了5个实验点算术平均拟合的C_n²廓线公式;计算了各模式和测量数据在波长为0.5μm时的大气相干长度r0、视宁度εFWHM、等晕角θ0、相干时间τ0、等效高度h和等效风速V等大气光学参数以及各大气层C_n²递减率和不同大气层湍流贡献百分比.重点对H-V(5/7)模式的存疑、 C_n²廓线模式采用的平均方法、低平流层C_n²是否具有统一的递减率等问题进行讨论并给出答案.     

Thorpe尺度估算库尔勒、茂名、拉萨大气光学湍流廓线

在新疆库尔勒、广东茂名海边、西藏拉萨三个地区释放的探空气球, 实现了温度、气压、风速等常规气象参数以及大气折射率结构常数的廓线测量。基于Tatarski湍流参数化方案以及以上地区探空数据, 利用Thorpe尺度估算了新疆库尔勒、广东茂名海边、西藏拉萨三个地区的高空大气光学湍流廓线, 并将这三个地区实测的廓线与其对应的估算结果做了对比, 结果表明: 估算值与实测值在量级和变化趋势上表现出较好的一致性, 相关性分别为69%, 60%, 68%;Thorpe尺度相较于其他估算湍流廓线的参数化方法输入参数少、更简便。     

利用超声风速仪阵列估算近海面光学湍流强度

在中国南部热带海域,基于超声风速仪阵列测量的大气三维风速可计算得到速度结构常数C_v²,结合折射率梯度可计算得到折射率结构常数C_n²,其中温度和湿度对C_n²的影响是通过折射率梯度体现。将超声单点虚温估算方法的计算结果作为标定,与本研究的超声风速仪阵列估算方法的144次计算结果进行相关性分析,得到平均相关系数为0.85,最高可达0.99,最低为0.71;通过误差分析,可得平均|Δlg C_n²|为0.3。研究表明：超声风速仪阵列能够捕捉高频光学湍流效应的变化情况,利用超声风速仪阵列估算近海面光学湍流强度可以从风速、湿度、温度等不同方面分析湍流效应,实现在无人值守情况下对光学湍流的连续、长期的全天候观测。     

铈在NaCl-KCl和NaCl-KCl-CeCl_3体系中溶解损失研究

在实验室条件下,利用差重分析法,研究了Ce在Na Cl-KCl和Na Cl-KCl-Ce Cl3体系中的溶解损失,观察了Ce的物理溶解现象。利用二次回归正交分析,得到了Ce溶解损失量与温度和Ce Cl3浓度之间的数学模型,绘制了各因素与溶解损失之间的关系曲线,讨论了金属溶解损失随时间、温度和Ce Cl3浓度的变化规律。研究表明,Ce在Na Cl-KCl体系的溶解损失量随温度增加而增加,达到平衡前随时间增加而增加,达到平衡后不再随时间变化;在Na Cl-KCl-Ce Cl3体系的溶解损失量随Ce Cl3浓度增加而增加,随温度的变化存在拐点。     

有机硫源溶剂热法合成CdS纳米晶体

以二硫化四甲基秋兰姆((TMTD)作为有机硫源,分别在苯、水-苯溶剂中于不同温度、不同时间溶剂热法合成了CdS纳米晶体。采用FE-SEM、XRD和FTIR对晶体的结构和成形机理进行了研究。结果表明,溶剂热温度比反应时间对晶体形貌的形成影响更大。CdS纳米晶体是立方与六角的混合晶型。此外,溶剂的种类也是影响CdS纳米晶体结构和成形的重要因素,并且对花形CdS纳米晶体进行了阴极发光(CL)光谱的研究。     

不锈钢折弯板裂纹Lamb波检测技术*

金属弯板广泛应用于车辆、船舶、飞机等大型装备结构件中，折弯处易形成应力集中产生裂纹，直接影响构件的使用安全和寿命。本文开展了不锈钢弯板裂纹缺陷Lamb波检测技术研究，计算了钢板的频散曲线，优选三种不同频率的S0模态：0.25MHz、0.5MHz、1MHz。利用COMSOL软件建立频域仿真模型，模拟了Lamb波在3mm厚“L”形弯板内部的传播情况，开展折弯板裂纹缺陷检测实验，并使用小波包变换的方法对实验信号进行分析。结果表明，经小波变换后，0.25MHz、0.5MHz、1 MHz的S0模态Lamb波均可用于裂纹缺陷的识别检测.     

大气光学湍流模式研究——方法和进展

分层是大气湍流特别是高空湍流显著特征.在某一固定高度真实光学湍流C_n²值在平均值上有1—2个量级甚至更大的起伏.以观测数据建立的湍流廓线模式,是一个统计平均的结果.既不能代表某次实际大气湍流廓线的分层特征,也没有预报功能,不能完全满足光学工程需求.受限于计算机的容量和速度,无法通过DNS (direct numerical simulation)以及LES (large eddy simulation)求解Navier-Stokes方程来预报光学湍流,解决方案是通过中尺度天气数值预报模式MM5/WRF,预报出常规气象参数,再由湍流参数化方案计算出C_n².本文介绍了近地面层、边界层和自由大气层C_n²预报方法和研究成果,从湍流动能预报方程和温度脉动方差预报方程详细推导出Tatarski公式,归纳出该公式所隐含的物理意义和适用条件.重点介绍了神经网络预报C_n²和C_n²估算和预...