瞬态积分浓度场的测量研究

根据污染扩散烟雾粒子的成像理论、粒子光散射原理和数字图像技术,建立了烟雾粒子非定常瞬态积分浓度与 其散射图像强度之间的数学关系,通过烟雾粒子散射图像强度的数字化分析和处理来定量测量非定常瞬态污染扩散相对 瞬态积分浓度场。并利用该方法对烟雾扩散的非定常瞬态积分浓度场进行了实际测量。     

瞬时浓度场的激光片光测量研究

根据粒子的光散射、散斑成像理论,建立了两相流动粒子相对数量浓度与粒子散斑图像强度之间的线性关系, 通过数字图像分析和处理技术进行污染扩散相对瞬时全场浓度的测量。利用粒子散斑成像测量原理自行设计了大范围瞬时浓度场测量系统,并利用该系统对烟雾扩散的瞬时浓度场进行了实际测量。     

应用CCD对浓度场的全场瞬时测量

基于数字图像处理技术和光学粒子散射理论 ,应用CCD研究设计了具有非接触不干扰、全场测量、测量区域大和低成本等特征的湍流瞬时浓度场的光学测量系统 ,并进行了实际测量 .与文献对比分析结果表明 ,该方法是可行的和有效的 .     

基于掠入射法溶液浓度测量系统研究

根据溶液浓度与其折射率的关系,提出用掠入射法测量溶液浓度的方法.利用其临界光线的折射角进行透明介质溶液浓度的精确测量,研发出测量实验系统.分析了临界光线的折射角与其浓度的关系,给出溶液浓度与折射角之间的简单数学解析式.用该系统对5%-80%的甘油溶液进行测量,结果最大绝对偏差小于0.003%.     

煤油燃烧场主要组分浓度测量

利用自发振动拉曼散射技术测量了煤油燃烧场主要组分的摩尔分数。基于355 nm激光激发振动拉曼散射建立了自发拉曼散射实验系统,测量了空气中主要组分的摩尔分数,分析了该技术的测量精度;测量了煤油蒸气在355 nm激光激励下产生的荧光光谱,分析了荧光信号对拉曼信号的干扰;对不同燃烧条件下的煤油燃烧场进行了诊断,获得了贫油条件下煤油燃烧场主要组分（N2,O2,H2O,CO2等）的拉曼光谱,计算了组分摩尔分数及其随燃烧时间的变化规律。     

煤油燃烧场主要组分浓度测量

利用自发振动拉曼散射技术测量了煤油燃烧场主要组分的摩尔分数。基于355nm激光激发振动拉曼散射建立了自发拉曼散射实验系统,测量了空气中主要组分的摩尔分数,分析了该技术的测量精度;测量了煤油蒸气在355nm激光激励下产生的荧光光谱,分析了荧光信号对拉曼信号的干扰;对不同燃烧条件下的煤油燃烧场进行了诊断,获得了贫油条件下煤油燃烧场主要组分(N2,O2,H2O,CO2等)的拉曼光谱,计算了组分摩尔分数及其随燃烧时间的变化规律。     

浓度场测量的差分吸收光谱CT技术

提出了一种新的用于浓度场测量的差分吸收光谱CT技术。利用差分吸收原理进行浓度场多方位积分测量,采用少数投影最大熵重建算法进行层析图像重建。数值模拟结果表明,在0°～180°视场范围内,在4个不同的投影视角方向获取投影数据的条件下,能有效地重建出待测场分布。该技术具有较高的重建精度和良好的抗噪声性能。     

利用拉曼散射测量燃烧场的组分浓度及温度

介绍了利用拉曼散射测量燃烧流场温度及组分浓度的物理方法和实验测量结果。利用可调谐KrF准分子激光激发振动拉曼散射（VRS）测量了甲烷－空气燃烧火焰内不同空间的主要组分分子（CH4、N2、O2、H2O等）浓度及温度,测量误差小于10％;另外用N2的拉曼谱拟合测量了火焰的温度,测量精度高于5％。在实验中采用了偏振技术及波长调谐提高了信噪比和测量精度。     

用脉冲激光全息术测量喷雾场中粒子的分布和运动速度

本文叙述了用脉冲激光全息术测量喷雾场中粒子的分布和运动速度的原理，阐明了同轴全息和离轴全息在测量雾场的应用范围，重点讨论了离轴全息。测量光学系统是４Ｆ系统，它可以测量粒子浓度大的雾场中大于５μｍ的粒子分布和运动速度。在平行光场区段，可进行不同装置、不同景深的喷雾研究，使每个粒子具有相同的放大倍数，它给再现、数据处理、粒子大小的标定都有很大的好处。文中还分析了在底片上形成干涉的各种情况；粒子直径ｄ，远场数Ｎ和从底片到粒子的距离Ｚ的关系。给出脉冲间隔为５μｓ；１０μｓ粗度为±０．１μｓ时不同直径粒子的分布和运动速度在电视屏幕上显示出来的照片。在上述实验结果的基础上讨论了粒子的识别，噪音的消除等问题。     

乙醇喷雾场粒子尺寸和速度的数字全息测量

利用连续波激光器和高速CCD,采用数字同轴全息系统,记录了乙醇喷雾粒子场全息图.对粒子场再现像进行聚焦像合成,自适应滤波、二值化、Roberts边缘提取,Hough变换和亚像素精度计算,得到粒子的直径和位置信息.利用两次曝光记录的两个序列全息图得到粒子位移,进而求得粒子的运动速度,给出了实验结果.研究结果表明,该实验系统可用于内燃机喷雾场测量,且具有光路系统简单、成本低等特点.     

不稳定浓度场的非线性特征实验研究

克服瞬时浓度场测量的困难,利用自行研制的瞬时浓度场激光图像测量系统,对绕圆柱不稳定两相流动进行实验测量,获得了浓度场时间序列,并发展了一种浓度场信息熵计算方法,得到了浓度场信息熵时间序列,最后对这些时间序列进行了关联维数(系统复杂度的估计)、Kolmogorov熵(动力系统的混沌水平)和Lyapunov指数(系统稳定性的特征指数)等非线性分析。结果表明,测量获得的浓度场时间序列和浓度场信息熵时间序列都存在奇异吸引子,流动是不稳定的,进入混沌。对这些实验定量测量结果进行的非线性分析,是继本课题组以往采用数值仿真研究不稳定性之后的又一个重要结果,两者都验证了绕圆柱流动旋涡场的不稳定性,进入混沌。     

低温汽液相平衡实验系统的研制与验证

本文介绍了一套汽液相平衡(VLE)实验系统的设计、搭建和验证工作.该实验系统具有测试温区大(140 K＜T＜300 K),压力范围广(O＜P＜7 MPa),精度高等优点,并对C2H6 C3H8的二元混合物以及C3H8的饱和蒸汽压进行了实验,对比参考文献提供的数据,具有很高的精度.     

两相自然循环系统静态流量漂移及其实验验证

本文基于均相模型,运用非线性分岔理论,计算预测了两相自然循环系统静态分岔(流量漂移)解图。定义了对应系统静态分岔点的理论最大输热能力限,讨论了实际流量漂移发生点。同时分析了系统的迟滞效应及系统压力、入口阻力等对分岔解图的影响。首次用针对性实验验证了两相自然循环静态分岔及其迟滞现象;对有关参数效应亦进行了实验验证研究。     

仿真实验在实验物理教学中的广泛应用

仿真实验是教学改革的有力武器,是操作实验有益的补充.本文介绍了中国地质大学(北京)实验物理示范中心在开设仿真实验过程中取得的实践经验.     

卫星遥感探测上层大气风场的关键技术研究进展

对卫星遥感探测上层大气风场的原理作了简介，综述了近年来探测大气风场所使用的基于多普勒频移和广角迈克尔逊干涉仪的WINDII、SWIFT、MIMI、WAMI、PAMI、ERWIN、DYNAMO的关键技术，包括WINDII的步进技术、SWIFT的红外辐射探测、WAMI的镜子四分技术、MIMI的6视场探测技术、PAMI的偏振态探测技术及火星大气探测的DYNAMO等关键技术，将这7种仪器的技术指标作了对比。文中提供了某些技术指标的来源公式，如大气风场探测器的两视场延迟时间、CCD阵列对地探测精度等公式的计算结果与实际符合得很好，最后对这类仪器的发展方向作了预测。     

补偿法测电阻实验设计

本文就设计性实验课《补偿法测电阻》的实验设计进行了讨论。     

HIRFL 束流相位测量系统性能的改进

 在研究HIRFL 相位测量系统工作原理的基础上, 用自行设计的电缆电子学长度校正方法校正了探针电缆的长度, 并重新设计了信号预选器和系统控制软件; 利用自行设计的自检系统找出并校正了影响系统测量精度的因素。提高了系统的可靠性和测量精度, 使系统可以投入实际的调束运行。     

HIRFL 束流相位测量系统性能的改进

在研究HIRFL 相位测量系统工作原理的基础上, 用自行设计的电缆电子学长度校正方法校正了探针电缆的长度, 并重新设计了信号预选器和系统控制软件; 利用自行设计的自检系统找出并校正了影响系统测量精度的因素。提高了系统的可靠性和测量精度, 使系统可以投入实际的调束运行。