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一种用于氪原子的环形永磁体塞曼减速器 预览
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作者 游翔宇 冯高平 +4 位作者 王明东 饶伟 宋俊玲 王广宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期223-230,共8页
基于激光冷却与囚禁原理的原子阱痕量分析技术,可以对氪的放射性同位素进行高灵敏度检测,在地球物理与环境科学领域具有广泛应用。塞曼减速器可用于产生连续低速的原子束流,是原子阱痕量分析系统中的关键部件之一。采用永磁体设计的塞... 基于激光冷却与囚禁原理的原子阱痕量分析技术,可以对氪的放射性同位素进行高灵敏度检测,在地球物理与环境科学领域具有广泛应用。塞曼减速器可用于产生连续低速的原子束流,是原子阱痕量分析系统中的关键部件之一。采用永磁体设计的塞曼减速器组装和调试方便,磁场强度稳定,且不需要恒流电源和冷却装置,因此获得了越来越多的关注和研究。文中基于环形永磁体设计了一种用于氪原子的塞曼减速器,通过有限元分析得到了减速器磁场的空间分布,根据设计参数制造了环形永磁体塞曼减速器,测量了轴线上的磁场分布。减速器长度51.2 cm,有效减速区域长度46.9 cm,实测磁场与理论减速磁场最大偏差小于3.6 G,平均偏差1.3 G。进一步模拟了原子束流在设计磁场和实测磁场下的减速过程,并分析了磁场的径向变化对于原子束流减速的影响规律,结果表明:当原子束流直径小于20 mm时,该塞曼减速器可将初速度最大为250 m/s的氪原子减速至50 m/s。 展开更多
关键词 塞曼减速器 激光冷却与囚禁 永磁体 原子束流
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等离子体辅助燃烧机制及其在高速气流中的燃烧应用研究评述
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作者 席文雄 +1 位作者 李兰 张鹏 《推进技术》 CSCD 北大核心 2018年第10期2274-2288,共15页
以等离子体点火助燃为特征的燃烧组织技术,为先进发动机发展过程中面临的极端环境下燃烧控制问题提供了极佳的解决途径。加速超声速燃烧反应速率是等离子体扩展气流速度边界的一种典型应用。在对当前等离子体燃烧控制机理相关研究成果... 以等离子体点火助燃为特征的燃烧组织技术,为先进发动机发展过程中面临的极端环境下燃烧控制问题提供了极佳的解决途径。加速超声速燃烧反应速率是等离子体扩展气流速度边界的一种典型应用。在对当前等离子体燃烧控制机理相关研究成果简要回顾的基础上,针对超声速燃烧气流参数环境特点,分析了可压缩、强对流的高速气流条件下等离子体点火助燃机制研究所面临的挑战;通过各类等离子体在超声速气流中技术应用发展与研究现状的梳理,阐述了等离子体在结构相容性和能量效率上的限制性因素,对未来的基础研究和技术发展方向提出了建议。 展开更多
关键词 等离子点火助燃机理 高速气流 等离子放电 结构相容 能效分析
隔离段内激波位置对TDLAS测量结果影响规律研究 预览
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作者 徐博儒 宋俊玲 +1 位作者 席文雄 《机电产品开发与创新》 2018年第2期55-58,共4页
可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)可以实现流场多组分、多参数的测量,具有其极强的环境适应性,可以用于超燃冲压发动机流场测量。为了研究超燃冲压发动机流场中激波对TDLAS测量的影响,利用计算流体力学方法(CFD)模拟了四种马赫... 可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)可以实现流场多组分、多参数的测量,具有其极强的环境适应性,可以用于超燃冲压发动机流场测量。为了研究超燃冲压发动机流场中激波对TDLAS测量的影响,利用计算流体力学方法(CFD)模拟了四种马赫数条件下的斜坡流场分布,采用双谱线测温法获得垂直于流道方向每条光线的平均温度。分析了温度测量结果与激波分布的关系,给出了TDLAS光学探头测量位置的建议。本文得到的结论对TDLAS工程应用和测量结果分析具有重要的参考意义。 展开更多
关键词 可调谐半导体激光吸收光谱 温度测量 超声速气流 流场诊断
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用于激光微烧蚀冲量测量噪声误差的蒙特卡洛分析方法 预览
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作者 金星 +1 位作者 常浩 李南雷 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2018年第11期8-14,共7页
水平扭摆冲量测量装置是研究激光与工质烧蚀冲量耦合的有效手段。针对测量过程易受干扰的特点,基于冲量瞬间作用模型,通过系统参数标定误差和冲量误差与噪信比关系,采用蒙特卡洛数值仿真方法,提出了测量噪声影响系统参数标定和冲量测量... 水平扭摆冲量测量装置是研究激光与工质烧蚀冲量耦合的有效手段。针对测量过程易受干扰的特点,基于冲量瞬间作用模型,通过系统参数标定误差和冲量误差与噪信比关系,采用蒙特卡洛数值仿真方法,提出了测量噪声影响系统参数标定和冲量测量误差的分析方法。所提出的方法可应用于分析测量噪声对系统参数标定误差、冲量测量误差的影响规律研究,为微小冲量测量误差和结构设计提供依据。 展开更多
关键词 冲量 测量系统 误差分析 系统参数标定
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纳秒激光烧蚀等离子体羽流超快过程实验诊断 预览
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作者 李超 常浩 +1 位作者 曹栋栋 《机电产品开发与创新》 2018年第5期65-67,共3页
激光产生的等离子体羽流特性研究是一大挑战。本文设计了高精度时空分辨羽流光学观测系统。利用曝光时间为3ns的ICCD相机记录了激光脉宽12ns、波长1064nm下的激光烧蚀等离子体羽流超快演化过程。着重分析了激光脉冲期间的等离子体羽流... 激光产生的等离子体羽流特性研究是一大挑战。本文设计了高精度时空分辨羽流光学观测系统。利用曝光时间为3ns的ICCD相机记录了激光脉宽12ns、波长1064nm下的激光烧蚀等离子体羽流超快演化过程。着重分析了激光脉冲期间的等离子体羽流演化过程,结果表明脉冲激光峰值前羽流呈扁平状,峰值后羽流呈半球形且迅速增大。12ns后的图像表明等离子体核在激光脉冲后脱离靶面,羽流前沿扩展速度减缓。 展开更多
关键词 激光烧蚀 等离子体羽流 羽流演化 激光脉冲
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激光吸收光谱断层诊断技术测量燃烧流场研究进展 预览
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作者 宋俊玲 +1 位作者 饶伟 王广宇 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2018年第1期43-54,共12页
激光吸收光谱断层诊断技术( TD LAT) 是将可调谐半导体激光吸收光谱技术( TD LA S) 与计算机断层诊断技术( C T) 相结合的一种新型的流场二维测量技术.该测量技术具有灵敏度高、 抗噪声能力强等优势, 可用于高温、 高速、 有毒等... 激光吸收光谱断层诊断技术( TD LAT) 是将可调谐半导体激光吸收光谱技术( TD LA S) 与计算机断层诊断技术( C T) 相结合的一种新型的流场二维测量技术.该测量技术具有灵敏度高、 抗噪声能力强等优势, 可用于高温、 高速、 有毒等严苛环境下的流场监测, 尤其在燃烧和推进流场测量中具有广阔的应用前景.首先介绍了 TD -LAT测量的基本理论, 其次将TD LAT系统分为4个基本模块, 即光学测量模块、 数据处理模块、 重建算法模块和后处理模块, 分别对各模块的研究现状和关键技术进行了综述和对比分析, 再次, 列举了 TD LAT在超燃冲压发动机、 航空发动机和燃煤锅炉上的应用, 最后讨论了 TD LAT在燃烧流场测量中的发展趋势和有待解决的问题.介绍的TD LAT技术研究现状、 关键技术及发展动态可为相关研究人员提供参考. 展开更多
关键词 激光吸收光谱 断层诊断技术 光学测量 数据处理 重建算法
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一种基于动态补偿技术的微小稳态推力还原方法
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作者 周伟静 +2 位作者 叶继飞 李南雷 常浩 《航空学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期77-85,共9页
新型微推力器是未来微纳卫星的生力军,其设计、研制和应用都离不开推力性能测量的工程支撑。在设计和研究阶段,新型微推力器稳态力输出时间与机械式直接测量系统稳态调整时间之间存在匹配问题,无法利用测量系统的稳态响应直接还原推力... 新型微推力器是未来微纳卫星的生力军,其设计、研制和应用都离不开推力性能测量的工程支撑。在设计和研究阶段,新型微推力器稳态力输出时间与机械式直接测量系统稳态调整时间之间存在匹配问题,无法利用测量系统的稳态响应直接还原推力大小。提出一种基于动态补偿技术的稳态推力还原方法,通过分析稳态力工作时间、稳态力大小与测量系统稳态响应之间的关系,提出了动态补偿器的设计原则和推力还原步骤,并进行了实验验证。研究结果表明:当稳态推力实际工作时间大于测量系统周期的0.25倍,且小于测量系统稳态调整时间时,可利用动态补偿器设计原则建立新的等效测量系统,使最终的输出达到稳态,并利用最终的稳态响应均值还原推力大小。 展开更多
关键词 测量 微推力器 推力 水平扭摆 动态补偿
基于波长调制光谱技术的气体温度和组分浓度场二维重建测量方法研究
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作者 屈东胜 +1 位作者 王广宇 辛明原 《中国激光》 CSCD 北大核心 2018年第1期275-284,共10页
提出了基于波长调制光谱(WMS)方法实现非均匀燃烧场气体温度和H2O组分浓度场二维重建的测量方法。利用实验测得的2f/1f信号, 通过数值仿真与迭代实现了激光穿过非均匀燃烧场后积分吸光度的测量, 进而利用重建算法实现了燃烧场的二维... 提出了基于波长调制光谱(WMS)方法实现非均匀燃烧场气体温度和H2O组分浓度场二维重建的测量方法。利用实验测得的2f/1f信号, 通过数值仿真与迭代实现了激光穿过非均匀燃烧场后积分吸光度的测量, 进而利用重建算法实现了燃烧场的二维分布测量。选用H2O的两组谱线对针对单高斯分布和阶跃分布模型开展了数值仿真研究, 并采用频分复用方法在平面燃烧火焰中开展了实验研究。结果表明:基于WMS方法的二维重建测量精度较高, 在单高斯分布模型中, 7185.60 cm-1和7454.45 cm-1谱线对的温度和H2O浓度的重建误差分别小于2%和2.5%; 在对温度敏感的区间内, 所选谱线对的重建误差较小, 在对温度不敏感的区间内, 重建误差较大; 火焰中心区域的重建结果与预测值一致, 温度重建误差小于3.2%, 在温度阶跃变化的边缘区域, 重建效果较差, 原因在于WMS方法和代数迭代算法对温度阶跃变化流场不敏感。 展开更多
关键词 光谱学 波长调制光谱 燃烧场 二维分布 积分吸光度
非理想情况下磁化球形重质气体物理爆炸的数值模拟 预览
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作者 林震亚 陈志华 +1 位作者 刘迎 《爆炸与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期422-430,共9页
采用磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)方程组对非理想情况下磁场对球形重质气体物理爆炸的作用过程进行数值模拟,同时,为了保证每一步中磁场散度为零,引入由12-solve CTU算法衍生出的CTU+CT算法。结果清晰地显示了重质气体团在... 采用磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)方程组对非理想情况下磁场对球形重质气体物理爆炸的作用过程进行数值模拟,同时,为了保证每一步中磁场散度为零,引入由12-solve CTU算法衍生出的CTU+CT算法。结果清晰地显示了重质气体团在磁场影响下的整个爆炸过程。在非理想情况下,爆炸过程中气体团界面产生液滴状结构,随着气体团被压缩,不稳定性现象最终得到抑制。从结果中看出,电阻和双极扩散效应会阻碍磁场对气体团的作用,同时,双极扩散效应还会增大磁压力的作用范围。 展开更多
关键词 不稳定性 爆炸 MHD 双极扩散 激波
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一种用于激光烧蚀微推进的比冲直接测量方法 被引量:1
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作者 周伟静 叶继飞 《推进技术》 CSCD 北大核心 2017年第6期1434-1440,共7页
比冲是评价激光微推进性能的重要指标,比冲的精确测量有助于分析激光与工质的烧蚀耦合机理,也有助于激光烧蚀微推力器的设计。为了对激光烧蚀工质比冲参数进行直接测量,采用垂直运动的扭摆模型,使单脉冲激光烧蚀工质产生的冲量与烧蚀质... 比冲是评价激光微推进性能的重要指标,比冲的精确测量有助于分析激光与工质的烧蚀耦合机理,也有助于激光烧蚀微推力器的设计。为了对激光烧蚀工质比冲参数进行直接测量,采用垂直运动的扭摆模型,使单脉冲激光烧蚀工质产生的冲量与烧蚀质量引起的重力同向作用和异向作用各一次的方式获得相应冲量和烧蚀重量,从而可以直接获得比冲。研究结果表明,根据每次扭摆转角最大峰值和达到最大峰值之前的转角测量值可得到冲量,根据每次扭摆转角的稳态转角均值可得到工质烧蚀重量,结构设计中,横梁的结构尺寸是扭摆的设计关键。提出一种可以同时测量出单脉冲激光烧蚀工质产生的冲量和相应烧蚀重量的方法。 展开更多
关键词 激光烧蚀 微推进 比冲 冲量测量 烧蚀质量测量 激光推进
添加自由基对超燃尾喷管性能的影响 被引量:1
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作者 卿泽旭 +1 位作者 张鹏 刘毅 《高电压技术》 CSCD 北大核心 2017年第6期1918-1924,共7页
为研究等离子体对超燃尾喷管性能的影响,在尾喷管入口的组分中添加一定量的O、H和OH自由基以模拟等离子体的化学效应。采用9组元19步反应的H2/Air化学动力学模型、有限体积法隐式格式和RNGk—ε湍流模型对尾喷管中的化学非平衡流动进... 为研究等离子体对超燃尾喷管性能的影响,在尾喷管入口的组分中添加一定量的O、H和OH自由基以模拟等离子体的化学效应。采用9组元19步反应的H2/Air化学动力学模型、有限体积法隐式格式和RNGk—ε湍流模型对尾喷管中的化学非平衡流动进行了数值模拟。结果表明:对于飞行马赫数Ma∞=11,飞行高度h=40km,以H2为燃料的超燃冲压发动机,其尾喷管流动的化学非平衡效应不可忽略;当综合添加的O、H和OH自由基质量分数分别为0.64%,0.15%和0.64%时,尾喷管的升力和推力分别提升3.63%、2.21%;综合添加的O、H和OH自由基质量分数越大,尾喷管性能的提升量也越大,且提升得越来越快;当单独添加O、H或OH自由基时,尾喷管性能的提升与自由基的添加量呈现较强的线性关系。等离子体的化学效应可以提高超燃尾喷管性能。 展开更多
关键词 超燃冲压发动机 喷管 升力 推力 自由基 等离子体 化学非平衡流动
基于阻尼器的扭摆系统稳定性控制方法及特性研究 预览
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作者 林正国 金星 +1 位作者 常浩 《机电产品开发与创新》 2017年第3期81-83,80共4页
基于扭摆结构的微冲量测量系统具有阻尼小的特点,在大气环境下阻尼比通常在10-4量级,导致测量过程中扭摆难以进入平衡状态,降低了冲量测量效率。通过采用电磁阻尼控制器增大系统阻尼,减小了系统进入稳定状态的时间,采用导电率更高的铜... 基于扭摆结构的微冲量测量系统具有阻尼小的特点,在大气环境下阻尼比通常在10-4量级,导致测量过程中扭摆难以进入平衡状态,降低了冲量测量效率。通过采用电磁阻尼控制器增大系统阻尼,减小了系统进入稳定状态的时间,采用导电率更高的铜片作为阻尼器的控制对象,提高了阻尼器的控制灵敏度。通过稳定时间、幅值衰减和噪声幅值三个参数变化,量化研究了阻尼器对测量系统振动衰减特性的影响。通过实验研究了不同控制电流情况下阻尼器对三个参数的影响,得到了控制电流与稳定时间、幅值衰减、噪声幅值之间的关系,为扭摆系统稳定选取合适的控制电流大小提供了依据,提高了扭摆系统的冲量测量效率。 展开更多
关键词 扭摆系统 阻尼器 控制电流 稳定时间
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Wavelength modulation spectroscopy for measurements of gas parameters in combustion field
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作者 屈东胜 +1 位作者 王广宇 潘虎 《中国物理B:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第6期178-186,共9页
为在 1.4 m 附近学习煤气的性质的一个新奇波长调整光谱学传感器在一个直接连接被发展,验证并且使用超声的燃烧测试设备。在这个传感器中,有二惊讶习惯于的 7185.60 厘米和 7454.45 厘米附近的转变沿着 line-of-sight 启用大小。根据... 为在 1.4 m 附近学习煤气的性质的一个新奇波长调整光谱学传感器在一个直接连接被发展,验证并且使用超声的燃烧测试设备。在这个传感器中,有二惊讶习惯于的 7185.60 厘米和 7454.45 厘米附近的转变沿着 line-of-sight 启用大小。根据一个反复的算法,煤气的压力,温度和种,鼹鼠部分能同时被测量。新传感器在超声的燃烧测试设备的隔离乾和扩展程序被使用。在隔离乾,传感器解决短暂、测量的压力,温度并且惊讶有 2.5% , 8.2% ,和 7.2% 的精确性的鼹鼠部分分别地。由于在扩展程序的不一致的特征,测量结果不能精确描绘煤气的性质,但是他们装品质上描述煤气的参数的不同地区或变化或变化的区别。 展开更多
基于波长调制光谱的非均匀流场气体参数二维分布测量
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作者 屈东胜 +1 位作者 王广宇 辛明原 《推进技术》 CSCD 北大核心 2017年第6期1395-1401,共7页
基于波长调制光谱方法,研究了一种实现非均匀燃烧场气体参数二维分布测量的新方法。气体参数的二维分布是通过测量激光穿过非均匀流场区域的积分吸光度并结合重建算法进行反演实现。研究了基于波长调制光谱,通过拟合谐波信号实现积分吸... 基于波长调制光谱方法,研究了一种实现非均匀燃烧场气体参数二维分布测量的新方法。气体参数的二维分布是通过测量激光穿过非均匀流场区域的积分吸光度并结合重建算法进行反演实现。研究了基于波长调制光谱,通过拟合谐波信号实现积分吸光度测量的方法。利用所选的7185.60cm^-1和7454.45cm^-1两条H2O谱线,通过建立离散模型和设计光线布局,基于波长调制光谱方法和代数迭代重建算法实现了非均匀流场区域内温度场和H2O组分浓度场的二维分布测量。重建结果表明:基于波长调制光谱的二维重建方法具有较高的重建精度,与预测值相比,温度和H2O组分浓度的重建误差分别小于1.69%和3.05%。 展开更多
关键词 波长调制光谱 燃烧场 二维分布测量 积分吸光度
利用波长调制光谱技术测量高温环境中的气体压强、温度和H2O组分浓度 预览 被引量:3
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作者 屈东胜 +2 位作者 王广宇 潘虎 王明东 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2017年第5期1339-1344,共6页
利用基于可调谐半导体激光器的扫描波长调制光谱技术,实现了高温燃烧场内气体参数的测量。提出了基于迭代算法实现气体压强、温度和组分浓度同时测量的方法,迭代算法具有收敛速度快以及对初始值不敏感等优点。采用频分复用技术,利用两条... 利用基于可调谐半导体激光器的扫描波长调制光谱技术,实现了高温燃烧场内气体参数的测量。提出了基于迭代算法实现气体压强、温度和组分浓度同时测量的方法,迭代算法具有收敛速度快以及对初始值不敏感等优点。采用频分复用技术,利用两条H2O吸收谱线(7 454.45和6 806.03cm-1)的谐波信号,对高温燃烧场进行了实验研究,并将气体压强、温度和H2O组分浓度测量结果与压力传感器、热电偶和直接吸收光谱法的测量结果进行比较,结果表明,基于波长调制光谱技术测得的气体压强、温度和H2O浓度与预测值基本符合,最大偏差分别在7.6%,8.1%和7.5%以内。此方法具有多参数同时测量、免标定等显著优势,但由于依赖的参数较多,容易对测量精度造成影响。 展开更多
关键词 波长调制光谱 燃烧场 免标定测量 迭代算法
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基于激光吸收光谱技术的非均匀流场气体参数测量研究 预览 被引量:1
16
作者 屈东胜 +2 位作者 王广宇 王明东 潘虎 《光谱学与光谱分析》 CSCD 北大核心 2017年第7期2004-2009,共6页
为了探索激光吸收光谱技术在非均匀流场中的应用,提出了一种新的实现非均匀流场中气体参数定量测量的方法。预知被测流场中的温度变化范围后,选择在该温度范围内具有近似线性变化特性的谱线,线性拟合该温度范围内的谱线强度,结合实验测... 为了探索激光吸收光谱技术在非均匀流场中的应用,提出了一种新的实现非均匀流场中气体参数定量测量的方法。预知被测流场中的温度变化范围后,选择在该温度范围内具有近似线性变化特性的谱线,线性拟合该温度范围内的谱线强度,结合实验测量的吸收光谱便可以实现非均匀流场中H2O组分权重的温度积分平均值和H2O组分积分平均值的定量测量。两温度分布和高斯温度分布模型的仿真研究证明了该方法的有效性和可靠性。两温度分布模型中的测量结果与理论值的偏差分别小于0.82%和1.10%,而高斯温度分布模型中不同光线中的测量值与理论值的最大偏差分别小于0.9%和3.6%。 展开更多
关键词 激光吸收光谱 非均匀流场 气体参数 定量测量
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等离子体对燃气在补燃室中燃烧特性的影响
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作者 张鹏 +1 位作者 沈双晏 徐徐 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期233-239,共7页
为研究等离子体对多组分燃气在发动机补燃室中的助燃特性,建立了多组分燃气供给系统以及扩散燃烧实验模型。测量了等离子体炬的发射光谱,得到了等离子体炬的主要激发态粒子;拍摄了多组分燃气在补燃室的扩散火焰照片,得到了等离子体对多... 为研究等离子体对多组分燃气在发动机补燃室中的助燃特性,建立了多组分燃气供给系统以及扩散燃烧实验模型。测量了等离子体炬的发射光谱,得到了等离子体炬的主要激发态粒子;拍摄了多组分燃气在补燃室的扩散火焰照片,得到了等离子体对多组分燃气的扩散火焰形貌的影响;测量了补燃室4个不同截面上的静压和总压,分析了等离子体对多组分燃气在发动机中燃烧效率的影响。实验结果表明:等离子体炬主要产生氮气和氧气的激发态粒子;加入等离子体后,喷出冲压尾喷管的火焰长度得到进一步缩短,说明等离子体可以在更短的燃烧室长度内使得多组分燃气得到更加充分的燃烧;加入等离子体时,补燃室不同截面的静压和总压都会出现突升台阶,说明等离子体可以加快燃气的化学反应速率,提高多组分燃气在发动机中的燃烧效率,且等离子体功率越高,燃气燃烧效率的增长率越高。 展开更多
关键词 等离子体炬 补燃室 扩散火焰 燃烧效率 光谱分析 甲烷
静止空气中单脉冲激光能量非对称沉积实验与数值模拟 被引量:1
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作者 卿泽旭 +1 位作者 王殿恺 张斌 《推进技术》 CSCD 北大核心 2017年第7期1661-1668,共8页
为了研究纳秒脉冲激光能量沉积减小高超声速飞行器波阻的机理和规律,首先要研究纳秒脉冲激光能量在静止空气中的沉积现象。提出一种新方法测量了激光能量吸收率。并采用高分辨率纹影系统,对纳秒脉冲Nd:YAG固体激光器(波长532nm,最大... 为了研究纳秒脉冲激光能量沉积减小高超声速飞行器波阻的机理和规律,首先要研究纳秒脉冲激光能量在静止空气中的沉积现象。提出一种新方法测量了激光能量吸收率。并采用高分辨率纹影系统,对纳秒脉冲Nd:YAG固体激光器(波长532nm,最大激光能量368m J/pulse)击穿静止空气后所形成的等离子体热核进行观测。基于FLUENT软件并编写UDF,结合非对称能量沉积模型和空气等离子体参数,采用层流模型、Roe-FDS通量格式对激光能量沉积后的流动现象进行了数值模拟。结果表明,激光能量吸收率随着入射激光能量的增大而不断增大,并最终稳定在0.45左右。纳秒脉冲激光能量沉积后的流场纹影序列图像很好地呈现了爆炸波的传播、等离子体热核的演变和涡环的形成。激光能量沉积后60~120μs,涡环的涡核平均直径基本不变,且与入射激光能量大小呈二次函数关系。爆炸波约在t=60μs之后衰减至近似声波,此后其波速受入射激光能量大小的影响较小。数值模拟结果表明,Richtmyer-Meshkov不稳定性和激光能量的非对称沉积,是等离子体演化出尖刺的原因。 展开更多
关键词 纳秒脉冲 激光能量沉积 激波 等离子体 纹影 数值模拟
靶材厚度对透射式激光烧蚀性能的影响 被引量:3
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作者 刘昭然 +1 位作者 叶继飞 陈庚 《推进技术》 CSCD 北大核心 2017年第7期1669-1674,共6页
为从微观角度更加直观地研究靶材厚度对透射式激光烧蚀微推进性能的影响,采用刮涂法制作了6种不同厚度的聚叠氮缩水甘油醚/硝化棉(GAP/NC)共混聚合物掺杂红外吸收染料(IR)的烧蚀靶材,基于高速相机和高倍显微镜搭建了羽流观测系统和... 为从微观角度更加直观地研究靶材厚度对透射式激光烧蚀微推进性能的影响,采用刮涂法制作了6种不同厚度的聚叠氮缩水甘油醚/硝化棉(GAP/NC)共混聚合物掺杂红外吸收染料(IR)的烧蚀靶材,基于高速相机和高倍显微镜搭建了羽流观测系统和靶坑观测系统,研究了在纳秒脉冲激光辐照下,烧蚀厚度分别为33μm,53μm,78μm,104μm,125μm和144μm的GAP/NC+IR靶材所产生的羽流流场随时间演变的微观过程和靶坑形貌的微观特征,从而建立了透射式激光烧蚀的微观特征与宏观推进性能的联系,进一步分析了其所表征的推进性能的优劣。结果表明:随着靶材厚度的增加,靶材的前沿喷射物初始速度由2100m/s单调降至1340m/s左右,预示着烧蚀比冲的减小;喷射物中大颗粒凝聚态物质增多,靶坑的体积增大,喷射质量增加,预示着烧蚀产生的冲量和冲量耦合系数的增大;喷射发散角减小,羽流方向性变好,但烧蚀过程对基底的冲击程度增强。 展开更多
关键词 激光烧蚀 透射式 靶材厚度 羽流 靶坑 激光推进
基于光谱拟合的燃烧场气体参数测量方法研究 被引量:1
20
作者 屈东胜 +1 位作者 王广宇 王明东 《光学学报》 CSCD 北大核心 2017年第12期341-348,共8页
基于波长调制光谱(WMS)理论,提出一种利用光谱拟合实现燃烧场气体参数测量的方法;通过拟合谱线的谐波信号实现谱线积分吸光度、多普勒线宽和碰撞线宽的测量,进而实现燃烧场内气体温度、压强和水蒸气浓度的测量;通过数值仿真研究了积... 基于波长调制光谱(WMS)理论,提出一种利用光谱拟合实现燃烧场气体参数测量的方法;通过拟合谱线的谐波信号实现谱线积分吸光度、多普勒线宽和碰撞线宽的测量,进而实现燃烧场内气体温度、压强和水蒸气浓度的测量;通过数值仿真研究了积分吸光度和碰撞线宽对谐波信号的影响,并在样品池中进行实验研究。结果表明:谐波信号光谱对积分吸光度的灵敏度约为1,而对碰撞线宽的灵敏度则随碰撞线宽增大而先增大后基本不变;光谱拟合测量方法具有较高的测量精度,气体温度、压强、水蒸气物质的量分数的测量值与预测值的最大相对偏差分别小于4%、6%、5.5%。 展开更多
关键词 光谱学 气体参数测量 光谱拟合 波长调制光谱 积分吸光度 燃烧场
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