干湿状态对花岗岩表面双向反射特性影响实验研究

实验测量了0.328 靘和1.4 靘两种波段下花岗岩表面在干、湿条件下的BRDF.发现BRDF受表面干湿状态影响很大,润湿表面出现明显的镜反射分量.因花岗岩表面湿润程度不同,入射光在表面经历的反射过程大不相同.若表面形成一层稳定的水膜,该水膜在局部区域将起到半透明光滑界面的作用,导致材料表面的BRDF出现明显的镜反射分量.     

水蒸气有效带宽计算的宽带k分布模型

本文在计算吸收系数几率分布函数时引入普朗克函数加权,建立了一种新的宽带k分布模型.用该模型计算了水蒸气重要谱带的有效带宽, 并与逐线计算、Edwards指数宽谱带模型和以前的一些宽带k分布模型作了比较.结果表明积分格式对结果影响不大.对2.7μm和1.87μm谱带,本文提出的宽带k分布模型和逐线计算结果吻合;对6.3μm谱带,最大相对误差大约为10%,比指数宽谱带模型和以前的宽带k分布模型更准确.     

求解辐射传递的非结构混合有限体积／有限元法

本文给了一种适用于任意非结构网格的有限体积/有限元法的混合算法用于求解多维半透明吸收、发射、散射性灰矩形介质内的辐射传递.该方法使用有限元法进行角度离散,有限体积法进行空间离散.与基于辐射传递离散坐标方程的方法不同的是,该方法在迭代求解的过程中,针对每一个空间体元,所有角度方向的辐射强度同时耦合求出.通过两个算例验证了该解法的正确性.     

横向电动效应作用下微混合的数值模拟

微流体机械系统中电渗流的雷诺数一般都比较低,微通道内的混合主要通过扩散来完成,因此需要较长的距离和时间才能混合均匀.本文在一个二维微通道内施加横向电场,并讨论了不同横向电场强度、微电极对布置情况、壁面zeta电势等因素对微混合的影响.结果表明此方法可以有效地提高混合效率,增加横向电场强度和电极对密度可以明显提高混合效率,较小的zeta电势可以获得更好的混合效果.     

弛豫铁电单晶的生长、性能及应用研究

弛豫铁电单晶因其具有优异的压电和热释电性能而成为下一代高性能压电换能器和红外热释电探测器用的多功能材料。利用坩埚下降法生长出了大尺寸、高质量的弛豫铁电单晶PMNT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3),以及高居里点PIMNT(xPb(In1/2Nb1/2)O3-yPb(Mg1/3Nb2/3)O3-zPbTiO3)单晶。系统研究了其组分诱导相变、电场诱导相变规律,以及相结构、畴结构对晶体高压电性能的影响。系统表征了PMNT单晶的力学、电学、压电、和热释电性能。系统研究了PMNT单晶及掺杂改性的PMNT单晶的结构和性能。利用弛豫铁电单晶PMNT及其复合材料制作了医用超声换能器,其性能相比于PZT陶瓷制作的换能器有大幅度提高;利用PMNT制作了压电能量收集器,实现了高能量密度的机械振动能量收集;利用Mn掺杂的PMNT单晶制作了热释电红外探测器,其电压响应率Rv(500 K,12.5 Hz,25℃)达到14540 V/W,比探测率D*(500 K,12.5 Hz,25℃)达到1.07×109 cmHz1/2W-1;利用PMNT单晶制作了低噪声、高灵敏度的交变弱磁传感器,探测性能达到1 pT.Hz-1/2。     

周期性微结构硅基表面辐射特性数值研究

本文通过时域有限差分法求解 M-well 方程组,分析微结构表面与入射辐射间的相互作用,结合近场 - 远场辐射转换模型,获得了尺寸、温度和入射波长等参数对表面双向反射分布函数的影响规律,研究结果为热辐射的光谱和方向调控技术提供了数值基础.     

氧化铝粒子光学常数的尺度效应

目前计算固体火箭尾喷焰中氧化铝粒子辐射特性时,粒子光学常数基本利用大块氧化铝的值,但当粒子粒径量级与光波长相当时,不能忽略粒径变化引起的光学常数变化.本文基于洛伦兹色散理论对可能产生尺度效应的参数进行了理论分析,引入尺度修正因子,建立了电介质粒子光学常数尺度效应模型,通过模型分别计算了0.6328 μm波长时n、南值,和粒径0.97 μm时n、k值,通过与实验值的比较研究了不同粒径氧化铝粒子光学常数的尺度效应和不同波长粒子光学常数的规律.     

湍流脉动对自由火焰温度场反演的影响

发射-透射方法是火焰温度测量的一种重要方法。相对于湍流脉动的时间尺度而言,火焰红外光谱测量中探测器的时间分辨率一般较低。本文用迭代法分析了轴对称自由火焰温度的发射-透射测量中湍流脉动对温度场反演的影响。用简化的概率密度函数模拟温度和吸收系数的脉动。分析结果表明,在湍流脉动微弱的情况下,湍流脉动对时均温度场的反演影响很小,但在强湍流脉动的情况下湍流脉动对时均温度场的反演有很大影响。     

半透明梯度折射率介质内辐射熵传递方程及其数值模拟

在非相干辐射条件下,基于Planck光谱辐射熵强度定义,导出半透明梯度折射率介质内光谱辐射熵传递方程,以及局部辐射熵产率理论表达式.基于离散坐标法对辐射熵传递方程进行数值求解.以一维半透明梯度介质平板为例,对辐射熵方程及其算法进行验证.平板整体无因次辐射熵产的计算结果与宏观热力学定律的结果一致.     

半透明平板边界入射辐射热流密度的反问题

对一维半透明平板内辐射、导热及边界对流耦合换热过程进行了研究。提出了一种由一侧边界出射辐射强度反演另一侧边界入射辐射热流密度的方法。通过对各向异性散射、吸收系数、散射系数、边界外侧来流温度、对流换热系数、半透明平板的导热系数和平板厚度等参数对反演精度影响的分析表明,方法是可行的。