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。     

亚微米TATB爆轰波剖面实验

用激光速度干涉技术测试炸药／窗口界面粒子速度，研究炸药的冲击起爆、爆轰反应区结构、爆轰驱动和炸药反应速率等。与普通颗粒TATB相比，亚微米TATB炸药对高压短脉冲敏感，在钝感起爆器中有应用价值。文中用VISAR技术，测试亚微米TATB在短脉冲加载下的炸药／窗口界面粒子速度，对亚微米TATB的反应区结构进行了探讨。亚微米TATB是通过重结晶-气流粉碎的方法制备的，平均颗粒度0．58μm。     

聚四氟乙烯动态特性的实验研究

 在10~55 GPa的高压范围用化爆装置、采用阻抗匹配法测得了聚四氟乙烯（初始密度ρ₀=2.19 g/cm³）的冲击波速度D和波后粒子速度u之关系为：D=2.10+1.62u（mm/μs）。在0.2~3 GPa的低压范围用气炮装置、采用电磁速度计测量了材料内加、卸载过程的拉格朗日粒子速度波形，获得的冲击加载D-u关系为：D=1.24+3.72u-1.94u²（mm/μs）。实测卸载曲线和加载冲击绝热线接近一致，残余应变似乎不存在或者说很小；弹性区段很不明显，聚四氟乙烯本质上呈现出塑性性质。     

多通道瞬态全息粒子场测量

采用光学多通道方法进行粒子场的全息拍摄,可以有效地减小相干噪音的干扰,同时极大地提高了对粒子场的层析能力,对于粒子大小为100μm下的粒了场层析能力能达到1mm。前后粒子之中可以互不干扰,便于准确地测量粒子的大小、运动方向和速度等。文中进行了理论分析和实验,结果较好。     

状态参量相关性对实验数据不确定度的影响

 主要讨论了激光状态方程实验测量中，标准材料冲击波速度和粒子速度的线性关系式中物理量的相关性对待测材料粒子速度的影响，以及待测量材料冲击波速度和粒子速度的函数相关性对待测材料压强不确定度的影响。通过激光状态方程实验数据实例计算,定量地给出了它们对实验精度的影响。经多发次实验数据统计表明：标准材料冲击绝热参数的相关性对待测材料粒子速度相对不确定度的变化小于0.7‰，待测材料冲击波速度和粒子速度的相关性对待测材料压强相对不确定度的变化在0.5%左右。     

随机分布粒子侧向散射光特性的实验研究

两种不同直径(0．22μm和0．494μm)的粒子与过滤的蒸馏水制作不同体积分数的悬浮液作为散射介质。比较了微粒子群侧向散射光中垂直与水平两种偏振光的强度分布。实验结果表明，直径大的粒子其侧向散射光中水平方向线偏振强度远远小于直径小的粒子，而垂直方向线偏振强度却完全相反，远远大于直径小的粒子。     

用质心速度图解法分析粒子分裂问题

本文介绍一种作留法，可由两质点的速度求得其质心速度及两质点相对于质心的速度．利用这种方法很容易实现质心参照系和实验室参照系间的相互转变，具有很强的直观性，适宜用以讨论粒子分裂和碰撞之类问题．本文着重讨论了粒子分裂时两子粒子飞行夹角在各种情况下的取值范围．     

基于Mie理论的水雾粒子多光谱消光特性研究

基于Mie散射理论,建立了水雾粒子的消光模型,计算了水雾粒子的多光谱消光特性,分析了水雾的消光特性与水雾粒子粒径之间的关系。结果表明:不同波长条件下,最佳水雾消光性能所对应的水雾粒子粒径也不同;半径在0.22~0.53μm的水雾粒子对可见光的消光性能最好;半径在0.81~8.15μm的水雾粒子对中、远红外辐射的消光性能最好;对于1.06μm和10.6μm两个军用激光常见波长,水雾粒子半径应分别为0.89μm和8.15μm,才能达最佳消光效果。     

麦克米伦（McMillan．Edwin Mattison，1907-1991）美国物理学家（Physicist．America）

20世纪40年代，建成的回旋加速器已很大，粒子被加速到很高的速度，相对论质量增加很显著。质量增加会引起速度减慢，并使粒子和原先加速它的作用不能同步。这样，带电粒子上所得到的能量就不能超过某个上限。麦克米伦等人在1945年提出了一种对付这种质量增加的有效方法，以使加速粒子的周期性电场和粒子运动保持同步，这便导致了同步回旋加速器的出现。     

平面碰撞中快粒子增速问题的几何描述

本文用几何的方法说明平面碰撞中快粒子增速的速度范围，两粒子碰撞时刻相互作用力方向怎样时才能出现快粒子的增速和快粒子增速的概率问题。     

活性布朗粒子运动的稳态解

拟可积Hamilton系统随机平均法可以用来研究活性布朗粒子运动.介绍了该随机平均法，利用它详细求解了布朗粒子运动的动力学方程，该方程描述了活性布朗粒子在平面上的运动，粒子受到的激励是Gaussian白噪声，受到的阻尼是Schienbein-Gruler速度依赖的磨擦模型.通过与数字模拟和与实验数据的比较，证明所得稳态解正确.对于Rayleigh和Erdamnn速度依赖的磨擦模型，也给出了稳态解. 关键词： 活性布朗粒子 拟可积Hamilton系统随机平均法 可积性 稳态解     

基于离焦成像的粒子轨迹测速

提出将离焦成像与粒子轨迹测速相结合,分别针对直线型和曲线型粒子轨迹,构建了离焦特征参数σ的识别算法,形成了用于三维速度测量的离焦粒子轨迹测速(DPSV)方法.该方法基于粒子图像离焦特征参数σ沿运动轨迹线的线性变化假设,通过拟合粒子图像的灰度分布来识别σ,从而获得粒子深度信息.在直线轨迹拟合的基础上,进一步采用圆弧拟合处理湍流实验中常见的弯曲轨迹图像.形成了相应的图像处理流程,并采用仿真图像验证了参数识别的准确性,在本文实验装置的噪声水平下相对误差为9.4％左右.采用LED光源和5μm孔径光阑组成的发光点进行模拟实验,验证了深度位置z与σ的线性关系.最后,将DPSV技术应用于射流流场,得到了三维速度分布.     

小粒子动态光散射信号的计算机模拟及分析

用计算机模拟了小粒子（０．００１μｍ～１μｍ）的动态光散射信号，并对其进行了分析，同时运用分形几何学（ＦｒａｃｔａｌＧｅｏｍｅｔｒｙ）的理论和概念，对信号的时间复杂性进行了分数维（ＦｒａｃｔａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎ）的计算，得出了它与粒子尺寸之间的关系。     

氢气放电中的异常粒子

在氢气放电中存在着一种分别带动能和热能的未知粒子。其中，带热能的未知粒子如气体分子具有漂移特性，在获得能量后就成为具有动能的未知粒子，与材料作用可以转换出以1．72keV能量为特征的X射线。这种未知粒子有电中性的和带电的两种，它的穿透能力并不强，30μm铜箔基本可以吸收掉它。为此，做了未知粒子的穿透和漂移实验。     

基于MDA法计算水雾粒子红外隐身粒径

水雾隐身技术是一种较为理想且经济适用的目标特征信号控制技术。本文从辐射传输方程出发,考虑水雾粒子的本身辐射和散射,提出以红外表观透射率评价水雾粒子的红外隐身性能。应用Modified Differential Approximation(MDA)法结合MIE理论,计算了水雾粒子红外表观透射率随水雾粒子浓度和粒径的变化关系,得到水雾粒子最佳红外隐身粒径。结果表明:水雾粒子的红外表观透射率随粒子浓度的增加而减小,但当粒子的浓度增加到一定值时,红外表观透射率基本保持不变;水雾粒子的红外表观透射率随粒径的增加先减小后增大,当探测波段为3～5μm时,水雾粒子的最佳红外隐身粒径为6μm;而探测波段为8～12μm时,水雾粒子的最佳红外隐身粒径为12μm。     

激光烧蚀Al靶产生的等离子体中辐射粒子的速度及激波

在低真空条件下(5Pa),通过测量脉冲激光烧蚀平面Al靶产生的等离子体辐射谱的时间分辨特征,得到辐射粒子速度的空间分布.在激光脉冲宽度为10ns,烧蚀斑直径为200μm,靶面上功率密度分别为1.91×10¹⁰,5.10×10¹⁰和7.64×10¹⁰W/cm²时,测得辐射粒子Al的速度均在10⁶cm/s量级,且随着靶面径向距离的增大而近似呈指数衰减.在距靶面的相同距离处,激光功率密度的增大反而使速度减小.利用激波模型(shockwave model)较好地解释了实验结果,并得出激波的波面基本为柱对称 关键词： 激光等离子体 平面Al靶 粒子速度分布 激波     

基于双芯光子晶体光纤的激光多普勒多点速度测量研究

为了实现微流体流场中多点速度测量,提出基于双芯光子晶体光纤的激光多普勒速度计研究。理论分析基于双芯光子晶体光纤的相干特性和控制体特征。计算结果表明纤芯间距为7.4μm,在控制体内可产生5条干涉明纹,与实验结果保持一致。但由于噪声的存在,实验所得各级条纹的强度比值比理论计算结果小。增大纤芯间距,可增加控制体内的干涉条纹数量,从而提高速度测量精度。从双芯光子晶体光纤出射的光斑至相干过程的成像结果表明,速度计的工作距离约30μm。分析基于双芯光子晶体光纤的激光多普勒多点速度测量原理,并进行单点、两点和三点速度测试。单点测量时,粒子平均速度为0.980 m/s,相对不确定度为0.5%;两点测量时,粒子平均速度分别为1.761 m/s、1.769 m/s;三点测量时,粒子平均速度分别为2.106、2.084、2.097 m/s。实验结果表明,基于双芯光子晶体光纤的激光多普勒速度计可进行多点速度测量,而且具有探头微型化、系统简单的特点,因此可嵌入微系统进行流场的多点速度测量。     

关于二粒子弹性散射中动能的转移

本文根据二粒子弹性散射过程中入射粒子的 速度矢量三角形，利用含质心坐标系的散射角θｃ的补 角的余弦定理，得出了入射粒子末动能与初动能的比 值公式．然后从这个公式出发，对二粒子散射中动能 的转移与散射角θｃ、与二粒子质量比的依赖关系作了 较为全面的讨论．     

简谐速度噪声及其与势场之间的频率共振

为了描述复杂的噪声环境，考虑了一种具有频率结构的噪声——简谐速度噪声，包括它的产生、关联函数、功率谱以及作为热噪声时的频率特性所导致的一些行为.结果表明：在频谱空间中简谐速度噪声是一种带通噪声，存在一个峰值频率，且噪声带宽由参量Γ控制.当简谐势中的一个布朗粒子受热简谐速度噪声驱动时，粒子能量极大值出现在两种频率相等的情况下.这表明噪声和势场的频率之间存在动力学共振，决定着粒子能量的大小. 关键词： 简谐噪声 简谐速度噪声 功率谱 频率共振     

用脉冲激光同轴全息技术测量微射流

 用脉冲激光同轴全息技术建立了全息照相系统和高精度同步时序系统，获得了采用爆轰加载产生高速运动的微射流全息图，并再现出微射流的全息像，得到粒子的大小和分布情况，从图像处理得到粒子尺寸的统计结果表明，最大尺寸在300μm左右，最小尺寸在30μm左右。证明了研制的全息系统和测试技术可以测量高速的微射流场。 .