子孔径拼接干涉检测及其精度分析

介绍了利用小口径干涉仪检测大口径光学元件的方法，从统计的角度出发，详细地推导了子孔径拼接干涉检测技术中拼接参量的具体求解过程，以及使用统计回归方法分析了拼接检测系统精度。并通过实验对该理论进行了实际分析运算。     

基于超声振动的微液滴生成装置设计与实验研究

设计了一种基于V型直线超声电机驱动的微液滴生成装置用于制备具有微米级尺寸的微液滴.此装置由基于V型直线超声电机驱动的微液滴生成部件、基于V型直线超声电机的三维位移控制平台和基于压电振子的微液滴分离部件组成.其中,生成部件包含超声电机、医用注射器、硅胶软管和自制的玻璃基微喷嘴.利用控制器驱动直线超声电机高精度地移动,由滑台推动注射器,在玻璃基喷嘴尖端产生附着的微小液滴;再利用压电振子激发杆状喷嘴的固有振型,使得附着的液滴克服粘性力从微喷嘴尖端分离,落在一定的范围内, 并计算生成的球形微液滴的半径.以蒸馏水作为初始液体,探究此装置生成的微液滴的特性.研究结果表明,蒸馏水在直线电机的精密驱动下,在微喷嘴尖端形成附着的球冠状液滴.通过分离部件的振动,附着的液滴克服自身的粘性力从喷嘴尖端分离, 形成球形液滴,通过测量得出此装置生成的球形液滴的半径小于40 μm.     

小口径R-C相机视轴指向高精度标定方法

为实现小口径RC系统相机视轴指向高精度标定,论述了标定过程坐标系建立及转换方法,提供了一种新的标定方法。利用经纬仪进行光束准直,将十字丝成像于待测探测器像面;运用最大类间方差法实现像与背景分离,选用Harris角点检测算法提取十字像质心,实现了小口径RC系统相机视轴指向高精度标定。结果表明,标定精度达到1.7″,较之前传统经纬仪法标定精度20.9″,提高了12倍。为相机视轴标定提供了一种新的精度可行的途径,并可应用于其他相机视轴标定。     

双激励超音速气体雾化喷嘴共振特性的数值研究

超音速气体雾化(ultra-sonic gas atomization,USGA) 喷嘴是实现喷射雾化的重要装置,它能够产生脉动的超音速气流,获得较小的平均粒径和集中的粒径分布.在USGA喷嘴的共振管端部引入了主动的激励信号,组成双激励式超音速气体雾化器,并对超音速气体雾化器内部Hartmann腔体气体流场在无激励/有激励情况下所产生的气体振动特性进行了数值研究.结果表明在主动激励器的作用下,超音速气体雾化器内气流的振动效果如振幅和起振特性等都得到了有效的加强.研究发现超音速气体雾化器存在多个气体受激振动的共振频率,其对应于两类不同的共振模式,“Hartmann模式”和“全局模式”.双激励器信号的频率、激励幅度及相位差改变都能够有效地改变超音速气流的振动特性.研究同时阐明了Hartmann共振管和二次共振管在USGA喷嘴腔体内产生气体脉动时的联动特点.     

低温微量超声雾化声学系统

针对低温微量超声雾化声学系统中的关键部件单波长超声雾化喷嘴进行研究。首先基于等效电路原理和传输矩阵法分别建立了带中心孔换能器和带中心孔复合变幅杆的频率方程,并应用数学分析软件获得了准确的数值解,实现了超声雾化喷嘴的全谐振。然后,对其进行有限元动力学分析和振动特性测试,结果表明二者相对于设计频率25 kHz的偏差率在0.6%以内,且空载超声振幅达13.5μm。之后,应用流体仿真分析软件对砂轮-工件磨削区进行流场特性分析,结果表明低温微量超声雾化声学系统可以解决磨削区涡流现象的产生。最后,通过对该系统使用前后两种润滑方式的磨削结果进行测试发现：低温微量超声雾化润滑不仅切削液使用量少,而且可以避免工件表面出现烧伤和硬度降低。     

喷气Z箍缩负载的质量线密度确定

 喷气Z箍缩的负载参数（如质量线密度及半径）必须和脉冲驱动源的电流（幅值和上升时间）相匹配。作者利用微型快速电离规测量了喷气Z箍缩中超音速喷嘴产生的气体负载的密度分布，并由此得到了负载质量线密度为43μg/cm，这符合原定的喷嘴设计指标。     

微推进器两相流型特征及产生机理

针对以低浓度过氧化氢作为液体燃料的硅基微推进器,采用高速可视化手段考察过氧化氢分解形成的气液两相流在微喷嘴扩张段的流动特征.发现流型总体特点是泡状流型阶段和环状流型喷气阶段交替出现.在环状流喷气阶段,微喷嘴扩张段内的气液界面呈现特殊的瓶颈形结构,形成瓶颈形流型结构的微液滴在微喷嘴出口处往复运动,形成单向止回阀效应,使得环状流喷气过程呈现周期性间断的特点.     

“阳”加速器上喷气Z箍缩负载特性

介绍了一种用于"阳"加速器的超音速单壳层喷气Z箍缩负载。利用快响应压力探针对喷气负载产生的超音速流场进行了测量,获得了流场中各个位置的冲击压力以及超音速喷嘴前端的驻室压力,结合流体力学公式,给出了流场中的压力和密度分布。气流的径向密度剖面显示,气体壳层的位置随轴向位置的变化而存在差异,并且随着到喷嘴距离的增加,轴心处的气流密度不断增加。对密度分布的径向积分结果表明,气流在靠近喷嘴处的线质量密度最大,距喷嘴越远,线质量密度越小。利用单壳层超音速喷气负载,在"阳"加速器上进行了喷气Z箍缩内爆实验,对内爆过程进行了初步分析,并利用雪耙模型计算了等离子体壳层的内爆轨迹,计算结果与实验测量较好地符合。     

混合比和燃烧组分浓度测量系统的原理和设计(英文)

研制了一套新型测量系统,系统由YGA激光器、染料激光器、晶体组、CCD摄像机、图像处理系统和附件等组成.与反斯托克斯拉曼散射、激光诱导荧光、平面激光诱导荧光和拉曼散射系统相仿,该系统具有测量燃烧组分浓度的功能.此外,它还可以测量喷嘴氧化剂和燃料的混合比分布,测量参数是给定时间内给定区域的统计值.系统已经成功用于液体火箭发动机气/气喷嘴、气/液喷嘴和液/液喷嘴喷雾场混合比分布特性研究,并已用于CO、CO2、No、NO2、OH和H2O(g)等燃烧产物组分的浓度测量,这种新系统将成为液体火箭发动机工作过程研究的有力分析工具.     

自激振荡脉冲喷嘴结构参数配比试验研究

结构参数对自激振荡脉冲射流冲击效果存在着很大的影响,本文通过理论推导得出了自激喷嘴固有频率定性分析公式,并通过对上喷嘴直径为8-12.5 mm的低压大流量自激振荡脉冲射流喷嘴的系统试验研究,得到了其结构参数的最佳配比关系,并与以往文献介绍的高压小流量自激振荡脉冲喷嘴优化的结构参数配比相比较,根据定性公式分析引发差异的原因,结果对自激振荡脉冲射流喷嘴结构的设计具有借鉴价值。