Algorithm for phase contrast X-ray tomography based on nonlinear phase retrieval

A new algorithm for phase contrast X-ray tomography under holographic measurement was proposed in this paper. The main idea of the algorithm was to solve the nonlinear phase retrieval problem using the Newton iterative method. The linear equations for the Newton directions were proved to be ill-posed and the regularized solutions were obtained by the conjugate gradient method. Some numerical experiments with computer simulated data were presented. The efficiency, feasibility and the numerical stability of the algorithm were illustrated by the numerical experiments. Compared with the results produced by the linearized phase retrieval algorithm, we can see that the new algorithm is not limited to be only efficient for the data measured in the near-field of the Fresnel region and thus it has a broader validity range.     

小药量大面积氩气弹照明光源和照明条件研究

本文介绍了小药量大面积氩气弹照明光源结构、尺寸和不同照明条件下分幅摄影效果的实验研究。研究结果表明,该照明光源具有炸药量小、照明面积可调、制作简单等优点,由于研制了大面积氩气弹照明光源,实现了采用高速分幅摄影测试方法研究大尺寸爆轰实验装置的壳体变形和断裂;研制结果还表明,采用含有前、后照明光源的场外布局拍摄的成像效果较好,它可提供更多的实验信息。     

超高速发射实验及其数值分析

采用多介质流体高精度欧拉并行计算程序HVL-MFPPM,对Sandia实验室和中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理实验室进行的两个超高速发射实验装置进行数值模拟,前者给出的二级飞片前界面速度历史与VISAR实验测试和HVL-CTH程序计算结果一致,后者给出二级飞片稳定时的速度和飞行姿态与实验测试结果吻合,同时还给出了128个和216个CPU计算的界面形状.为进一步获得更高二级飞片速度的实验装置设计提供了理论和数值分析基础.     

超高速撞击下钛基复合材料动力学行为研究

 基于已有的铝合金超高速撞击实验研究结果,采用动力分析软件,对铝球撞击铝板进行了数值模拟,验证了数值模拟结果的可靠性,进而对铝防护屏以及与铝防护屏质量相同的钛基复合材料（TMC）防护屏进行了5.52、7.00、和8.00 km/s速度下的超高速撞击模拟,分别对直径为5.02 mm的铝球以及质量等同于铝球的钛基复合材料球做了3种速度下撞击铝屏和钛基复合材料防护屏的数值模拟。通过数值模拟研究可以看出,随着撞击速度的增加,钛基复合材料防护屏的防护效果优于铝防护屏;速度不变,钛基复合材料防护屏防护钛基复合材料球撞击的效果好,铝防护屏防护铝球撞击的效果好。通过超高速撞击模型分析可知,钛基复合材料防护屏的防护效果优于铝防护屏。     

Effects of cartilaginous rings on airflow and particle transport through simplified and realistic models of human upper respiratory tracts

In the present study, computational fluid dynamics （CFD） is used to investigate inspiratory and expiratory airflow characteristics in the human upper respiratory tract for the purpose of identifying the probable locations of particle deposition and the wall injury. Computed tomography （CT） scan data was used to reconstruct a three dimensional respiratory tract from trachea to first generation bronchi. To compare, a simplified model of respiratory tract based on Weibel was also used in the study. The steady state results are obtained for an airflow rate of 45 L/min, corresponding to the heavy breathing condition. The velocity distribution, wall shear stress, static pressure and particle deposition are compared for inspiratory flows in simplified and realistic models and expiratory flows in realistic model only. The results show that the location of cartilaginous rings is susceptible to wall injury and local particle deposition.     

新型胶片影像判读仪的应用研究

针对狭缝摄影胶片参数测量和处理的自动化低,人为因素多,提出一种新型胶片影像判读仪。通过将光源照射到待扫描的材料上完成图像的获取,光源照射到CCD上实现光电转换。对胶片图像进行数字化处理,利用软件进行图像处理。结果表明,应用该判读仪实现了大幅面（830 mm190 mm）彩色胶片图像输入。平面结构和精密的传动系统保证了测量要求的全幅面小于0.1 mm的精度,提高了胶片判读的自动化程度和数据的精确测量及处理。     

基于灰度投影的数字近景摄影立体影像匹配

根据数字近景摄影测量的特点,针对建筑物三维建模的需要,提出了基于灰度投影的影像匹配算法。该算法将影像行、列两个方向上的一维灰度投影,拓展为行、列、主对角线和次对角线四个方向上的一维灰度投影,计算左右影像的四个一维投影向量间的相似性测度的加权平均值作为最后的匹配测度。利用相对定向线性变换（RLT）算法来确定同名核线,以改进的动态定界法来控制待匹配点序列中后续点沿核线匹配的搜索范围,以减少匹配的搜索空间并提高匹配的准确度。利用该算法对建筑物数字近景摄影影像进行了实验,结果表明该算法具有较高的匹配速度和匹配准确率。     

爆轰加载下柱壳断裂时刻微小差异测量方法

对于断裂时刻差异较小的对比实验,提出一种判读方法:同时采用高速摄影和干涉测速,利用高速摄影判读壳体断裂时刻应变,利用干涉测速获取壳体位移及应变曲线,两者结合得出较为精确的壳体断裂时刻差异。利用该方法得出45钢柱壳在JO-9159和JOB-9003两种炸药加载下断裂时间相差0.45 μs,钨合金柱壳在两种炸药加载下的断裂时间相差0.39 μs。同时该方法可以推广应用于单发壳体膨胀断裂实验中,更精确测定壳体的断裂时刻。     

基于拟流体模型的SPH新方法及其在弹丸超高速碰撞薄板中的应用

引入颗粒动力学理论(拟流体模型)建立了适用于超高速碰撞的SPH新方法。将超高速碰撞中处于损伤状态的碎片等效为拟流体,在描述其运动过程中引入了碎片间相互作用和气体相对碎片的作用。采用该方法对球形弹丸超高速碰撞薄板形成碎片云的过程进行了数值模拟,得到了弹坑直径、外泡碎片云和内核碎片云的形状、分布,并与使用传统SPH方法、自适应光滑粒子流体动力学(ASPH)方法的模拟结果进行对比,结果显示:新方法在内核碎片云形状和分布上计算结果更加准确。同时对Whipple屏超高速碰撞问题进行了研究,分析了不同撞击速度下防护屏弹坑尺寸及舱壁损伤特性等特性,计算结果与实验吻合较好且符合Whipple防护结构的典型撞击极限曲线。     

马儿怎样跑——艺术怎样科学

 一去年是马年。奔马的绘画与雕塑,见得格外多。于是,我就特别关心“马儿怎样跑”这个问题。“马儿怎样跑”,不仅关乎马(自然),而且关乎人(其实人也是自然的一部分),关乎人的文化活动(艺术、科学等)。二谁没见过马?谁没见过月亮?这是两样再普通不过的东西,大家都不觉新奇。马儿怎样跑?月儿怎样弯?这又是两个再平易不过的问题,大家却答不上来。我们熟视无睹,我们缺少观察。为什么会视而不见,听而不闻,食而无味?因为心不在焉。心理学叫“缺少注意”。观察,包括科学观察,也以注意为前提。我们不能拿这两个问题,去考普通公众,因为每一个人“注意”的领域不一样。