物理增强的流场深度学习建模与模拟方法

流体运动理论上可用Navier?Stokes方程描述, 但由于对流项带来的非线性, 仅在少数情况可求得方程解析解. 对于复杂工程流动问题, 数值模拟难以高效精准计算高雷诺数流场, 实验或现场测量难以获得流场丰富细节. 近年来, 人工智能技术快速发展, 深度学习等数据驱动技术可利用灵活网络结构, 借助高效优化算法, 获得对高维、非线性问题的强大逼近能力, 为研究流体力学计算方法带来新机遇. 有别于传统图像识别、自然语言处理等典型人工智能任务, 深度学习模型预测的流场需满足流体物理规律, 如Navier?Stokes方程、典型能谱等. 近期, 物理增强的流场深度学习建模与模拟方法快速发展, 正逐渐成为流体力学全新研究范式: 根据流体物理规律选取网络输入特征或设计网络架构的方法称为物理启发的深度学习方法, 直接将流体物理规律显式融入网络损失函数或网络架构的方法称为物理融合的深度学习方法. 研究内容涵盖流体力学降阶模型、流动控制方程求解领域.      

超高速碰撞LY12铝靶产生等离子体的电子温度诊断

为了诊断超高速碰撞过程中产生等离子体的电子温度,进而研究不同碰撞速度、相同入射角度（弹道与靶板平面的夹角）下超高速碰撞产生瞬态等离子体在整个物理过程的电子温度随时间的演化规律,设计了适用于瞬态等离子体诊断的扫描Langmuir探针诊断系统。通过二级轻气炮加载LY12球形铝弹丸,运用设计的扫描Langmuir探针诊断系统分别进行了入射角度为30、不同碰撞速度下碰撞LY12铝靶产生等离子体的实验诊断。获得了整个物理过程在给定探针位置处等离子体的电子温度与碰撞速度的关系。     

冲击片雷管研究综述

综述了国外冲击片雷管的研究历史、概况、最新进展、关键特性等，对涉及冲击片雷管研究的物理规律，如始发药的起爆阈值研究、冲击片飞行规律研究、点火装置参数研究等加以分析。同时预测了冲击片雷管研究的发展趋势。     

燃料爆炸抛撒成雾的实验与数值研究

为了合理设计云雾爆轰装置 ,对液体燃料爆炸抛撒规律作了实验与数值模拟研究。获得 6～ 2 5 0kgFAE装置云雾形成的若干重要实验数据。通过实验数据分析给出了云雾膨胀的相似律 ,并研究了爆炸抛撒过程中近场与远场阶段特性 :用一个简化的解析模型描述了液体燃料的近场膨胀 ,给出了液体燃料在加速阶段的极限速度 ;用数值方法研究了远场云雾的物理特性 ,给出了云雾速度场及云雾内部燃料浓度与燃料蒸汽浓度的分布。     

透过椭圆焦点看物理规律

介绍了不同学科领域里与椭圆有关的3种物理规律:光线反射规律、开普勒第二定律、细杆平衡规律,并对其进行相互推导,得出结论:这3个物理规律是等价的,它们的本质都是椭圆所特有的几何特征,它们只是这一本质在不同领域的不同表现.     

Comprehending the laws of physics through elliptical focus

介绍了不同学科领域里与椭圆有关的3 种物理规律:光线反射规律、开普勒第二定律、细杆平衡规律, 并对其进行相互推导, 得出结论: 这3 个物理规律是等价的, 它们的本质都是椭圆所特有的几何特征, 它们只是这一本质在不同领域的不同表现.     

黄土物理性质与湿陷性的关系及其工程意义

以陇东地区黄土为研究对象,探讨了湿陷系数与各种物理指标的内在联系,采用多因素回归分析建立了湿陷系数与含水量、孔隙比、塑性指数(粘粒含量)的分析模型,结果显示湿陷系数与物理指标间具有良好的相关性,采用物理指标计算的湿陷总量与实验测试总量较为接近,计算结果更好的反映湿陷性随取样深度变化的规律,对评价湿陷性黄土地基具有工程实用价值。     

微重力流体物理专题序

微重力流体物理主要研究微重力环境中流体的行为及运动规律以及重力变化对运动规律的影响. 微重力环境中, 浮力对流、重力沉降及分层、液体静压等极大地减小, 地面重力效应掩盖的次级效应凸显, 从而影响或改变流体运动机制与行为. 微重力流体物理研究关注微重力环境(包括低重力环境)中液体、气体或多相混合物以及分散体系等物质的流动...     

发展新材料的一些物理力学问题：材料的力学性质和材料设计

本文论述了发展新材料必须进行材料设计，在设计当中要进行各个学科层次的分工与合作。结构材料设计的主要问题是材料的力学性质，这包括高强度、优良的加工性能和高的阻尼本领，其关键环节是加强物理力学和力学物理的研究。     

关于球面飞层加载对比法测量及Whitham关系的讨论（1）

分析了球面飞层加栽对比法测量进行阻抗匹配数据处理在物理上遇到的困难;提出了在球面会聚冲击波运动规律满足Whitham关系的条件下,能够满足阻抗匹配要求的样品设计方法和减小阻抗匹配数据处理不确定度的方法;提出了在同一发实验中获取多个Hugoniot压力点的方法。对样品设计引入的实验不确定度进行了简单讨论。与感兴趣的读者共同讨论。     

基于脉冲星导航系统的X射线探测器

X射线脉冲星导航中脉冲到达时间（TOA）是脉冲星导航系统中基本的测量量,其测量精度直接影响导航定位的精度。国内外对用于X射线脉冲星导航的探测器研究还处于探索阶段。通过比较不同类型探测器的特性,根据导航定位精度对探测器各项性能指标的要求,提出一种X射线探测器系统设计方案,为用于脉冲星导航的X射线探测器的研制提供一种参考。本方案用CCD作为探测器主体,整个探测器由光学结构、CCD及电子学系统组成。     

一种新型MOEMS陀螺的提出及理论分析

提出一种新型的光路结构，构成利用空间光路的干涉式MOEMS陀螺。介绍了此种陀螺的基本原理，并从提高基本探测极限的角度，对此种空间光路的各种参数进行了理论分析，提出了设计思路和方法。指出了此种陀螺的特点及其应用领域。     

Mechanics of bioinspired imaging systems

Imaging systems in nature have attracted a lot of research interest due to their superior optical and imaging characteristics. Recent advancements in materials science, mechanics, and stretchable electronics have led to successful development of bioinspired cameras that resemble the structures and functions of biological light-sensing organs. In this review, we discuss some recent progresses in mechanics of bioinspired imaging systems, including tunable hemispherical eyeball camera and artificial compound eye camera. The mechanics models and results reviewed in this article can provide efficient tools for design and optimization of such systems, as well as other related optoelectronic systems that combine rigid elements with soft substrates.     

Development of a double-beam rheo-optical analyzer for full tensor measurement of optical anisotropy in complex fluid flow

The design and testing of the Double-Beam Rheo-Optical Analyzers, DB-ROA is described. The DB-ROA contains the two optically modulated laser beams that are transmitted through a sheared sample in different angles. The full components of the stress tensor can be evaluated simultaneously by a single measurement of the birefringence and orientation angle of each beam. The mechanical properties are also measured simultaneously with the optical properties. This system can be applied to both steady and transient shear flows. Three types of DB-ROAs are designed. They are distinguished by the optical modulation system, that is (1) a single modulator system, (2) a synchronization of two modulators, and (3) a two individual modulator system. The performance tests were carried out and its validity was demonstrated by comparison between the optical and the mechanical measurements of the first normal stress difference. The signal-to-noise ratio was strongly affected by the choice of the oblique angle of the second beam. The design features for the different optical modulation systems are discussed.     

Photoelectric intensity ratio meter as receiver for the phase contrast refractometer

Summary The phase contrast refractometer converts optical phase differences into intensity differences, and thus the receiver is a photometer. The present design is photoelectric with one phototube and a grey wedge, an electronic device acting as a null indicator. The ratio between the intensities of the two areas to be measured is accurate to 0.3%, corresponding to a difference in optical path in the phase object of 0.0004 λ.     

基于MEMS和光学读出的非制冷红外成像技术

由于军事和商业应用的巨大潜力,红外成像技术至今仍是研究热点之一。针对本课题组提出的基于MEMS和光学读出的新型非制冷红外成像技术,本文一方面通过有限元仿真分析,详细讨论了新型无基底双材料微梁阵列FPA的热转换效率和热变形效率,另一方面通过光学理论分析,详细讨论了光学读出系统在极限操作下的光学测量灵敏度。理论和仿真分析显示,课题组提出的非制冷红外成像技术的NETD的理论极限与当前制冷型红外成像技术的典型指标相当,约为4mK。同时,本文对设计制作的FPA,在构建的系统上进行了红外实时成像实验和理论仿真分析,显示其系统级NETD已达到110mK。     

光学方法在微电子封装中的应用

热应力分析在微电子封装的设计和制造中是非常重要的一环。影响微电子封装可靠性的因素包括封装结构中的温度分布、热致变形和关键界面上的层间粘结强度。在微电子封装热应力分析和可靠性评估中，实验力学起着重要的作用。凭借其内在的并行处理能力，实验力学中的光学方法可以提供现场的、具有各种敏感度和解析度的全场位移测量，因而它也被广泛地用于微电子封装领域。本文讨论了光学方法在微电子封装热应力分析中的应用，并举实例来说明光学方法是如何地被用于微电子封装技术的研发以及考核验收。     

Holographic sensor for measurement of wall velocity gradients

Time-resolved measurements of skin friction and boundary layer turbulence are important to the design of more fuel efficient aircraft. In this paper we describe the design and testing of a holographic fan fringe sensor that can non-intrusively measure time-resolved velocity gradients near an aerodynamic surface. The holographic sensor produces a set of optical interference fringes inside the viscous sub-layer that form a fan rather than a linear array. Particles scattering light in the sub-layer produce a Doppler frequency that is a direct measurement of the velocity gradient and is proportional to aerodynamic shear stress and skin friction. The holographic recording condenses the optics necessary to form the fringes into a small 3–5 mm package, eliminates the need for optical access from behind the model, and produces a compact and robust sensor.     

光学方法在微电子封装中的应用(英文)

热应力分析在微电子封装的设计和制造中是非常重要的一环。影响微电子封装可靠性的因素包括封装结构中的温度分布、热致变形和关键界面上的层间粘结强度。在微电子封装热应力分析和可靠性评估中,实验力学起着重要的作用。凭借其内在的并行处理能力,实验力学中的光学方法可以提供现场的、具有各种敏感度和解析度的全场位移测量,因而它也被广泛地用于微电子封装领域。本文讨论了光学方法在微电子封装热应力分析中的应用,并举实例来说明光学方法是如何地被用于微电子封装技术的研发以及考核验收。     

Nonlinear control for soliton interactions in optical fiber systems

Nonlinear Dynamics - The realization of soliton control and soliton quality balance is one of the key research contents of optical communications. In order to better reflect the nonlinear...