大口径纹影系统主反射镜装调结构分析与设计

研制纹影测试系统中大口径主球面反射镜的装调结构.利用有限元法,对有效通光口径直径为800 mm的主镜进行应力和面变形分析.采用断裂几率预测法校核玻璃机械强度,通过优化得出反射镜面变形的均方根(rootmean square,RMS),以此为依据,设计出满足系统技术要求的主镜装调结构.     

二甲基醚喷雾特性试验

利用纹影光学系统和高速数码摄影机对定容燃烧弹内的新型代用燃料二甲基醚的喷雾和蒸发过程进行了系统的研究,并与柴油的喷雾和蒸发特性进行了比较。结果表明,二甲基醚的喷雾射程和锥角随环境参数变化的规律与柴油相似,但在相同条件下,二甲基醚的喷雾射程比柴油小,喷雾锥角比柴油大;二甲基醚的蒸发速度比柴油快。在喷雾的发展过程中,二甲基醚燃料在喷雾影像区域内的分布比柴油均匀。     

Schlieren方法中的二维空间滤波效应

在分析一维Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ方法不能有效显示二维弱位相分布的基础上，为有效地显示二维位相梯度分布，构造了几类二维直角空间滤波函数，并分别计算了它们的滤波效应．结果表明几类二维空间滤波都可以较大的衬度同时显示二维弱位相梯度分布，且不同形式的二维空间滤波对像面强度分布的“直流”分量有影响．     

叶栅纹影试验图像增强及流场密度处理探讨

叶栅纹影图像的背景噪声和流场结构信息接近,给识别流场结构和获取定量信息带来了困难。采用加权L₀梯度平滑和伪彩色技术,提高纹影图像中关键流场结构的识别度。并探讨了通过标定纹影图像灰度与光线偏移量（刀口切割量）的函数关系,反演试验流场中的密度分布。研究结果表明,采用上述方法获得的流场纹影图像质量良好,叶栅通道内激波、尾迹和膨胀波的分辨率高,流场信息可读性强。验证了纹影图像及密度处理程序的可行性,但流场密度的准确测量需要在试验件加工装配、试验前光学调校和图像灰度标定等多方面开展细致的准备工作。     

叶栅内凝结激波与气动激波干涉的数值研究

对自发凝结两相流动中凝结激波与气动激波之间的干涉进行了数值研究,气相采用N-S方程,液相凝结过程应用构造的多阶复合参数进行积分求解.模拟得到的数值纹影图显示了不同出口马赫数情况下汽轮机叶栅中过热蒸汽流动和自发凝结流动激波系的分布.结果表明:凝结激波会影响气动激波的强度和出口气流角,消弱气动激波在吸力面反射引起的边界层分离现象,增强尾迹的强度,并影响相关损失的产生.     

光栅纹影法二维层化流体密度场测量技术研究

提出了一种简单的流体密度梯度分布测量系统,该系统在传统纹影系统中引入计量光栅,将光线因流体密度变化引起的偏折转变为投影条纹图的变形,通过分析变形条纹图来提取流体密度梯度分布信息.在分析条纹图时,使用小波变换相位分析法,利用小波变换的局部化特性,有效消除无效数据的影响.实验结果表明:系统的密度梯度测量范围能够达到0.01 g/cm4,测量精度能够达到5×10-6 g/cm4.系统装置简单,调节方便,适用于密度变化大的流体密度梯度测量.     

A comparative investigation of an ultrasonic nozzle by optical methods

A series of experiments in a wind tunnel using optoelectronic instruments has been carried out. Flow in a 2D ultrasonic nozzle was investigated. Experimental results were obtained using three methods – the shadow method, the schlieren method and holographic interferometry, which are compared with the classical method of measuring pressure and the results of numerical calculations. Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 12, pp. 27–31, December, 2008.     

纹影法激光焊保护气流态

为了对喷嘴结构设计及气流工艺参数的调整提供理论依据,采用双反射式纹影仪对激光焊接用喷嘴冷态时的气流流态进行了系统观测,并结合气体动力学原理对气流的流态进行了分析.结果表明,单层保护气喷嘴自由射流时,气流的Re控制在400~700可获得较好的层流长度及挺度;双层保护气喷嘴自由射流时,内、外层气流的Re相近可使综合性能达到最佳,最后给出了几种常用保护气喷嘴和保护气帘的气流形态.     

基于背景纹影技术的长空气间隙放电通道温度场测量

长空气间隙放电发展过程中伴随有介质热电离现象,准确获取温度场有助于深度分析间隙放电特性,背景纹影技术突破了传统纹影技术中透镜组镜面尺寸的限制,可获得大尺寸放电通道的温度分布特性。文中搭建了背景纹影测量系统,采集了放电发展过程中的背景斑点图集,利用PIV粒子图像测速技术分析得到了穿过放电通道的光线偏移量;基于Abel逆变换计算得到了光线偏移量对应的折射率,再根据热力学方程和理想气体状态方程定量重构出密度场和温度场,并以酒精灯火焰为参照物进行了温度校验,分析结果与热电偶实测结果基本一致。以1m棒–板空气间隙为研究对象,通过搭建的背景纹影实体测量系统观测间隙正极性放电发展过程,分析了放电通道温度的时空变化规律,结果表明间隙中部横截面温度分布在1 200 K左右,温度场呈轴对称分布且离通道中心越近温度梯度越大,整个通道温度自棒极而下逐渐降低。     

桥丝式电点火头发火能量的输出形式

采用高速摄像与激光纹影技术研究桥丝式点火头在电容放电作用下的能量输出形式,并观测点火头点燃延期体的动态过程。结果表明,电容放电作用后,桥丝形成气化热能,周围介质受热形成高温热流,桥丝断开后的高压放电和药剂爆燃共同作用形成弱冲击波,每种能量形式在无限空间内各向同性,各能量形式间速度不同;点火头点燃延期体过程中,先行弱冲击波的反射使高温流场在某一平衡位置振荡,延迟移向被点火面,炽热燃烧物受弱冲击波反射的影响小。