火焰烟黑三维温度场和浓度场同时重建实验研究

利用电荷耦合器件摄像机采用烟黑温度场和浓度场同时重建模型对自由火焰烟黑的三维温度场和浓度场进行了同时重建实验研究,所利用的重建模型是基于区域重建的方法.将重建的烟黑温度场和浓度场与文献结果进行了对比,而且还将重建温度场与热电偶所测量的温度场进行了对比.结果表明,重建的烟黑温度场和浓度场与文献结果趋势相一致,重建温度值与热电偶测量值符合较好.因此,同时重建模型可以较好地重建出火焰烟黑的三维温度场和浓度场. 关键词： 火焰烟黑 温度场 浓度场 三维同时重建     

基于红外光谱大型筒类锻件热处理过程中温度场检测方法研究

为了实时掌握热处理过程中锻件温度场的变化情况,提出一种基于红外光谱大型筒类锻件温度场检测方法。在传热学的基础上,运用分离变量法建立了大型筒类锻件热处理过程中的温度场检测模型;利用红外光谱构建了基于三级干涉滤光器的大型锻件红外光谱测温系统;结合红外光谱测温系统测量的温度数据和锻件温度场检测模型,实现了锻件热处理过程中温度场的检测;最后通过仿真实验验证了本文提出方法的可行性,实现了热处理过程中锻件温度场的检测,为热处理工艺的正确实施提供了理论依据。     

二维弥散介质温度场的快速重建

提出了一种利用电荷耦合器件摄像机获取的辐射信息进行二维弥散介质温度场快速重建的新模型. 与现有的温度场重建模型相比,该模型是以逆向Monte Carlo方法为基础,重建速度更快、效率更高,能更好地描述散射介质. 采用了一个精确的二维温度场作为重建对象,结果表明,即使在存在测量误差的情况下,利用此模型重建出的温度场仍能重现原有精确温度场的特征. 关键词： 温度场重建 逆向Monte Carlo 电荷耦合器件摄像机 反问题     

三维复杂温度场高精度声学测量方法

声学温度场检测技术通过多路径声波传播时间数据,反演被测区域的温度分布.提供了一种高精度的三维复杂温度场的声学测量方法.首先从射线声学角度给出了三维非均匀温度场中声波传播路径的数学模型.在此基础上,将三维温度场的重建问题转化为声波传播路径的求解和温度场的反演问题,建立了基于多项式修正径向基函数(RBF-PR)和改进的Ti...     

轿车车室内温度场和速度场的数值模拟北大核心

数值模拟了汽车车室内的温度场和速度场,忽略太阳辐射,采用RNG模型,近壁面用壁面函数法进行处理,分析了不同的送风速度,送风温度,出口压力对汽车室内温度场和速度场分布的影响,对车室内的温度场和速度场的均匀性做出评价并对其优化。结果表明在车室后排空间添加一个送风口,可以有效地改善车室内温度场和速度场分布的均匀性,温度场均匀性提高了36.5%,速度场均匀性提高了45.2%。     

涡轮叶栅气热耦合数值模拟

本文建立了透平机械叶栅流场与叶片温度场的气热耦合计算模型,编制了三维非正交曲线坐标系下的温度场求解程序,计算了实心及空心叶片的温度场分布。介绍了区域分解方法在耦合计算及并行计算中的应用,以矩形区域温度场求解程序为例研究了程序的并行化,最后进仃了叶栅流场计算与叶片导热计算程序的分区耦合计算。     

激光输出不稳定性对激光与物质热作用的影响

研究了激光与物质相互作用中激光输出不稳定性对材料中温度场颁的影响以及减少这种影响的途径。首次在激光热传导方程中引入噪声项,推导了噪声影响下该激光热传导方程的解。研究发现,温度场的分布受噪声的影响,材料表面温度的涨落较大,而材料的深处涨落较小;温度场的涨落还和激光加热的过程有关,随激光加热时间的增长,温度场的涨落增大。此外,材料的热传导系数、热扩散率和发射率均对温度场的涨落有影响。文中还提出了减小激     

利用迈克耳孙干涉仪重建蜡烛火焰温度场

利用教学实验中的迈克耳孙干涉仪,进行蜡烛火焰温度场的测量.对干涉条纹进行了处理和细化,并分别用阿贝尔变换法和环带法对蜡烛火焰的温度场进行了计算,得到蜡烛火焰横截面上温度场的定量结果.     

轿车车室内温度场和速度场的数值模拟

数值模拟了汽车车室内的温度场和速度场,忽略太阳辐射,采用RNG模型,近壁面用壁面函数法进行处理,分析了不同的送风速度,送风温度,出口压力对汽车室内温度场和速度场分布的影响,对车室内的温度场和速度场的均匀性做出评价并对其优化。结果表明在车室后排空间添加一个送风口,可以有效地改善车室内温度场和速度场分布的均匀性,温度场均匀性提高了36.5%,速度场均匀性提高了45.2%。     

大口径轻量化主镜的温度场等效模型理论计算

针对大口径望远镜主镜在环境温度变化和太阳辐照变化引起的温度场变化进行了理论分析,根据圆柱坐标下设立的非稳态热传导方程和边界条件,利用分离变量法和格林函数法求解了主镜的温度场分布。为了验证求解的有效性,利用求得的温度场解析式和有限元软件分别分析了2.8 m口径望远镜实心主镜,反射面径向温度分布具有良好的一致性。表明该理论解析式能够较好地反映主镜反射面的温度场分布。将轻量化主镜进行无筋板的薄型镜热模型等效,并分别对两种镜子的温度场进行仿真计算,以此验证等效模型的正确性。轻量化主镜温度场的等效理论计算结果在主镜的早期设计研究阶段具有良好的参考价值。     

隔环结构的Ne H2 CuBr激光放电管气体温度径向分布

针对溴化亚铜激光器中放电管径向温度不均匀现象，在工程设计中同时采用隔环结构放电管设计方案和溴化亚铜激光放电管充氢方案。对隔环结构及隔环结构同时充氢的CuBr激光放电管温度场进行了分析。利用简化的热流耗散泊松方程，给出了激光放电管内温度场分布的数学模型，获得了激光放电管气体温度场径向分布的解析表达式，明确了温度分布与输入电功率及缓冲气体热传导系数之间的关系，得到了与实验一致的结果，为该类激光器的实用化提供了理论分析依据。     

带轴向温控仪的金属蒸气激光管径向温度场分析

对带轴向温控仪的金属蒸气激光放电管,建立了描述放电管径向温度场的简单数学模型.给出了由热辐射和热传导引起的径向温度变化的解析表达式,计算分析了轴向温控仪对激光管管壁温度和径向温度分布的作用机制.结果表明轴向温控仪可在一定范围内独立调节放电管管壁温度和减小激光管的径向温度梯度,可有效提高激光器运转效率和稳定性.     

导爆管起爆器瞬态电火花温度的光谱法测定

应用双谱线原子发射光谱测温法的原理，建立了一套石英光导纤维传输的瞬态实时双谱线测温系统，它的时间分辨率最高可达0.1цs，所采用的两条谱线的波长分别为Cu I 510.5和Cu I 521.8nm。利用该套装置，研究了在不同电压下导爆管起爆器的放电火花温度随时间的变化，以及不同放电条件下的电火花持续时间。试验表明：对给定的起爆器火花的温度，是在2100-4200K范围内变化，放电时间随充电电压的提高而增长。     

百瓦级铜蒸汽激光器的热设计

通过对百瓦级铜蒸汽激光器电管内气体温度的分析计算，给出百瓦级器件的为防止“黑心”现象输入功率密度的最佳值，分析计算了在此输入功率密度下，为达到最佳工作温度所需的保温层厚度，理论计算和实验结果吻合较好，从而建立了一套确定放电管内气体温度，保温层厚度的方法。     

An Experimental Study of Noble Gas Isotope Separation by DC ArcDischarge

Experiments are undertaken on the isotope separation by DC discharge through a narrow capillary of gaseous neon, argon and krypton of natural isotopic abundance. It is confirmed that the heavier isotopes become enriched in the region of cathode, and the lighter isotopes in that of anode. The effect on the obtainable separation factor brought by differences in experimental conditions is examined by changing the capillary tube diameter, tube length, discharge current and discharge pressure. The separation factor improves with increasing the tube length and the discharge current, and with decreasing the discharge pressure and the tube diameter. Ion density and electron temperature are measured in the positive column to compare the present experimental results with existing theories. The order of the isotope enrichment factor is well explained by the theory of the ion diffusive friction force onto isotopically different neutral molecules, together with the theory of the ionization degree of the different isotopic species.     

氧气放电等离子体温度测量研究

为了考察电激励氧碘激光器中放电腔内的宏观气体温度,由两片蚌形铜电极和一根长30 cm内径1.65 cm的耐热玻璃管构成放电腔装置,用一台最高功率500 W,频率13.56 MHz的射频装置对压力1 330Pa的纯氧气体进行了介质阻挡放电研究。利用O2(b,ν=0)的P支发射光谱,分别采用波尔兹曼直线作图法和计算机模拟发射光谱法,测量了氧气射频放电等离子体的宏观气体温度。对于低分辨率光谱,利用高斯拟合进行了分峰处理,利用峰面积表征发光强度,通过波尔兹曼作图法得到了宏观气体温度。利用氦氖激光器测得的光谱仪狭缝函数获得了计算1机模拟发射光谱,以最小二乘法作为判据,通过比较计算机模拟发射光谱和实测光谱获得了宏观气体温度。     

大气压空气等离子体羽的振动温度研究

利用三电极介质阻挡放电装置,在大气压空气中产生了较大体积的等离子体羽。采用光学方法对该等离子体羽的特性进行了研究。发现随着外加电压峰值增加,每个外加电压周期的放电脉冲个数增加。通过采集等离子体羽的发射光谱,空间分辨地研究了放电等离子体羽的振动温度。结果表明等离子体羽的振动温度随着外加电压峰值的增加而减小;随着远离喷嘴的距离的增加,等离子体振动温度先增加后减小,当距离喷嘴5.4 mm时振动温度达到最高值。对上述现象进行了定性分析。研究结果对大气压空气等离子体羽在杀菌消毒等领域的应用具有重要意义。     

Fluid model of the positive column in argon‐oxygen direct current glow discharge

The positive column of argon‐oxygen direct current (DC) glow discharge was investigated using a fluid model at pressures of around 410 Pa and discharge currents from 10 to 40 mA. The model was used to study the influence of an oxygen admixture on the properties of argon discharge. The simulated intensity of the electric field strength was compared with measured values at 5% and 100% of oxygen concentration. The one‐dimensional model in a cylindrical tube is based on the drift‐diffusion approximation of particle flux and the mean‐electron‐energy approximation is used to describe the electron interaction. The model takes into account the radial profile of particle concentration, the neutral gas kinetic temperature profile, and interactions with the wall in the cylindrical glass discharge tube. It was shown that 2% of the oxygen admixture causes a significant increase in longitudinal electric field strength and gas heating.     

Radiation trapping effects in Cu, Mn, Ca, Sr, and Ba vapor lasers

The radiation trapping effect was investigated in Cu, Mn, Ca, Sr, and Ba vapor lasers with a cylinder discharge tube. Compared with the negligible impact induced by the gas temperature, the lower level population density of radiation trapping was found to dominate the effective spontaneous emission probability. Meanwhile a tube radius scanning from 1 mm to 20 mm revealed that the threshold parameters of radiation trapping effect were affected little by the tube radius when the radius changed from 20 mm to 5 mm, but they varied visibly when the tube radius decreased from 5 mm to 1 mm. Furthermore, the threshold temperature and the lower level population density of the radiation trapping effect in six resonant lines in Cu, Mn, Ca, Sr and Ba vapor lasers were calculated, and the threshold temperature was found to be close to the initial lasing temperature of the corresponding resonance level to metastable level transition.     

Pink afterglow in nitrogen-argon mixtures

The nitrogen pink afterglow was studied by optical emission spectroscopy in the DC flowing regime at a total gas pressure of 700 Pa and at the discharge current of 120 mA. The discharge was created in a Pyrex tube of 13 mm i.d. using nitrogen and argon of 99.999% purity with additional purification by Oxiclear columns and liquid nitrogen traps. The area ±3 cm around the observation point had to be cooled down to liquid nitrogen wall temperature in order to allow the study of the reactor wall temperature effect on the post-discharge. The maximum pink afterglow emission in pure nitrogen at ambient wall temperature was observed at a decay time of 6 ms. When the argon percentage in the gas mixture was increased the pink emission maximum was shifted to the later decay times. Simultaneously, the intensity of the pink afterglow decreased and at a 1:1 nitrogen-argon ratio the effect disappeared. Similar effects were also observed when the discharge tube wall around the observation point was cooled down to liquid nitrogen temperature. The argon atomic lines were only observed during the post-discharge at the highest argon concentration at a low wall temperature. The kinetic model showed that the pink afterglow quenching was connected to the decrease of the and pooling processes efficiency.