粒子场同轴全息记录装置的通光孔径对信息量的影响

通过分析粒子场同轴全息记录装置通光孔径对粒子信息通过量的影响，对不同大小、形状的粒子在相同距离和实验装置下的信息通过量进行数值模拟，并进行实验说明，得到了小粒子信息基本通过时对装置通光孔径的参数要求，有助于爆轰实验装置参数的设计。     

高功率激光对激光同轴全息测量粒子场的影响

在激光同轴全息测量粒子场的实验中,经常使用的光学传像系统能起到扩大工作距离和调整测试系统空间分辨率的作用。但是在利用高功率脉冲激光作为照相光源时,经传像系统传像后的夫朗和费全息图上所记录的粒子中心出现了由暗纹变成亮纹的反常现象。产生这种现象是由于激光经传像系统实焦点处聚焦击穿空气产生等离子体,等离子体吸收物场的参考光,导致参考光无法到达干板上与物光产生干涉。针对此问题提出了对传像系统实焦点抽真空的方案,解决了该问题,得到了理想的全息图。     

记录介质的非线性响应对粒子场同轴全息再现像的影响

建立粒子场同轴全息非线性记录对再现像影响的数值模拟模型，模拟了不同形状粒子在非线性段记录时再现像。并通过实验验证了数值模拟模型，实验上得到非线性记录下不同形状粒子的再现像。     

同轴数字全息技术在高速射流粒子测量中的应用

讨论了数字全息的理论和数字全息在爆轰实验中的应用。在解决了系统分辨率、动态模糊、安全和防护、精确同步的基础上,使用数字全息技术获得了中心刻有锥形小孔的铝飞片在爆轰加载下的喷射物的全息图,并提供了该全息图的数字再现图像。在照相视场内喷射粒子的速度约2.7~4 km/s,粒子粒径从几微米至几十微米。     

数字全息粒子图像测速技术(DHPIV)研究进展

全息粒子图像测速技术(DHPIV)是当前非常具有发展潜力的非定常三维流场测量技术,是一种具有点空间分辨力的三维空间三维速度场和时间历程的实验观测方法和技术. 本文介绍了该项技术(数字全息DH和粒子图像测速PIV)的发展背景和近20年来的研究进展,并介绍了已测得的非定常复杂流动的初步结果. 详细论述了DHPIV技术所面临的关键性问题和应用基础问题以及相应的进展:粒子空间场的重建与再现的空间分辨率问题、粒子定位或位移精度问题、信噪比和数字再现的光学与快速算法以及测量空间的扩展等问题.同时讨论了数字离轴全息等有关技术的潜力, 介绍了进一步的研究发展方向.      

一种基于黎曼解处理大密度比多相流SPH的改进算法

多相流界面存在密度、黏性等物理场间断,直接采用传统光滑粒子水动力学(smoothedparticle hydrodynamics,SPH)方法进行数值模拟,界面附近的压力和速度存在震荡.一套基于黎曼解能够处理大密度比的多相流SPH计算模型被提出,该模型利用黎曼解在处理接触间断问题方面的优势,将黎曼解引入到SPH多相流计算模型中,为了能够准确求解多相流体物理黏性、减小黎曼耗散,对黎曼形式的SPH动量方程进行了改进,又将Adami固壁边界与黎曼单侧问题相结合来施加多相流SPH固壁边界,同时模型中考虑了表面张力对小尺度异相界面的影响,该模型没有添加任何人工黏性、人工耗散和非物理人工处理技术,能够反应多相流真实物理黏性和物理演变状态.采用该模型首先对三种不同粒子间距离散下方形液滴震荡问题进行了数值模拟,验证了该模型在处理异相界面的正确性和模型本身的收敛性;后又通过对Rayleigh--Taylor不稳定、单气泡上浮、双气泡上浮问题进行了模拟计算,结果与文献对比吻合度高,异相界面捕捉清晰,结果表明,本文改进的多相流SPH模型能够稳定、有效的模拟大密度比和黏性比的多相流问题.      

基于单元密度进化步长控制的双向渐进结构优化方法

在渐进结构优化方法中,单元密度的进化步长是获得全局最优解的关键因素之一。为了提高渐进结构优化方法的全局寻优能力,提出一种基于单元密度进化步长控制的双向渐进结构优化方法。该方法根据各单元对结构性能影响的权重系数,建立单元密度进化步长的控制模型以控制主/次要单元的删除速率和添加速率,减小灵敏度误差并抑制灰度单元的产生。在控制单元密度进化步长的基础上结合双向渐进结构优化方法中添加单元的特点,以避免由于误删单元导致优化失败。同时,采用灵敏度再分配技术抑制棋盘格式以获得更平滑的优化构形。最后,通过两个算例验证了本文方法能有效地通过控制单元密度进化步长提高全局寻优能力。     

智能物面对非定常分离流的最优自适应控制

以低雷诺数二维大攻角翼型绕流为研究对象, 将非定常动边界计算流体力学方法与 最优控制方法有机结合, 研究二维不可压非定常流智能物面最优自适应流 动控制的理论与算法, 并将其用于固定攻角和俯仰振荡翼型绕流. 结果表明: 在给定合适的最优控制目标函数下, 智能物面可最优地实时改变形状, 得到能显著提高翼型性能的最优翼型. 最优翼型在非设计工况下的气动性能也比对照翼型有 所提高.