磁约束放电CO激光模型的研究

建立了磁约束放电 CO激光的模型。在该模型下分析、计算了 CO气体放电系统电子的能量分布函数 ;CO分子的电子碰撞激发速率 ,CO分子各振动态的布居数分布和对应的小信号激光增益系数。研究表明 ,由于磁场的加入 ,在对应 CO分子振动态电子碰撞激发截面的能量范围内电子数有较大的增加。CO分子的电子碰撞激发速率提高。CO分子各振动能级均获得更大的布居数和激光小信号增益。     

气体放电变色发光的光谱相对强度分布研究

获得气体放电变色发光的关键在于控制放电子能量,通过选择性激发,得到不同激发态的光辐射。气体放电发光不是单色光,在低气压情况下,主要是激发辐射并产生线光谱;在高压情况下,复合辐射起了重要作用并产生连续光谱。气体放电发光颜色由它的光谱相对强度分布决定,在不同的光谱相对强度分布下,可计算出CIE表色系统的色坐标值,也可由人眼直接观察和用色度计加以测量。     

高超声速拦截弹绕流红外辐射特性数值模拟

研究拦截弹绕流红外辐射特性对红外导引头设计具有重要意义。基于求解化学非平衡Navier-Stokes方程的方法,对高超声速拦截弹化学反应绕流进行数值模拟。在此基础上,基于谱带辐射模型,对拦截弹侧面的光学窗口附近流场在0.8~20 m波段的光谱辐射特性进行数值计算,分析窗口附近流场红外光谱辐射随飞行参数的变化特征和规律。研究表明:拦截弹窗口流场光谱辐射主要来源于CO2和NO分子的振动-转动谱带;飞行马赫数一定,窗口流场光谱辐射沿飞行高度的变化规律主要由流场中气体分子的数密度分布主导;飞行高度一定,窗口流场光谱辐射随飞行马赫数的变化规律主要由流场温度控制,随着飞行马赫数增大,流场中NO分子的光谱辐射效应增强。     

火箭尾喷焰红外辐射特性的理论计算

尾喷焰是一种高温高压气体,向空间辐射较强的热辐射能,对飞行器的隐身性能有重要影响。为计算尾喷焰的红外辐射特性,首先基于Navier?鄄Stokes方程和其他控制方程,在对流场进行划分处理的情况下得到了整个流场的特性分布,包括温度、压力和各气体组分参量等。在此基础上,考虑谱线的碰撞展宽效应和多普勒展宽效应,计算了尾喷焰中包含各气体的谱带模型参数,如吸收系数、谱线间隔密度和谱线半宽等。最后,利用非均匀气体的Curtis?鄄Godson近似,仿真计算了某火箭尾喷焰在2~5 m谱段的红外辐射光谱强度,仿真结果验证了所用方法的正确性。     

高速飞行目标尾焰红外辐射特性的建模仿真计算

飞行器目标的尾焰红外辐射特性对目标的红外探测、识别和跟踪具有极其重要的作用。为了分析尾焰的红外辐射特性,首先根据经验公式计算出尾焰的流场分布,然后使用窄带模型计算出谱带的光谱吸收系数和透过率;对于非均匀热气体,考虑到碰撞展宽效应和多普勒展宽效应,使用C-G谱带传输模型得到飞行器尾焰2~5 μm的红外辐射分布。最后, 计算了不同组分的尾焰红外辐射特性,分析了组分分布和大气传输对尾焰红外辐射特性的影响,为探测波段的选择提供了参考依据。     

基态和亚稳态Ba原子与Cl_2、_2分子束反应化学发光研究

我们利用交叉分子束实验装置,在单次碰撞条件下研究了产生电子态化学发光的Ba+Cl_2、I_2反应。在基态Ba原子反应情况下,我们得到了BaCl_2电子激发态波长在4000—6000范围的连续辐射谱,以及BaCl电子激发态A~2Π,B~2∑、C~2Π→X~2∑~+的辐射谱。实验发现,亚稳态Ba原子与基态Ba原子不同,它和Cl_2反应不产生BaCl_2电子激发态的连续辐射,却增加BaCl电子激发态的辐射,特别是BaCl(C~2Π)态的辐射。用电子跳跃模型计算得到:亚稳态Ba原子产生BaCl(C~2Π)态的光子产率较基态Ba原子大近三个数量级。实验还得到Ba(~3D)+I_2反应产生的Bal(C~2Π_(3/2)-X~2∑~+)△v=0辐射带高分辨光谱,从中计算得到BaI(C~2Π_(3/2))态具有非热振动布居,近似有双模振动布居,使人设想这个反应具有比一个更多的反应机理。     

舰用燃气轮机排气系统远程红外成像多尺度多线组宽带k分布模型数值仿真研究

针对现有的宽带k分布模型不适合温度和参与性组分比例剧烈变化的气体的辐射特性计算的问题,建立了多尺度多线组宽带k分布模型（MSMGWB）,并针对舰用燃气轮机排气系统远程辐射特性计算面临的高温燃气与环境空气热力学参数,对MSMGWB模型的光谱吸收系数分组进行了优化。一系列一维气体辐射传输算例的计算结果表明:当高温燃气与低温空气的温度和水蒸气、二氧化碳、一氧化碳摩尔比差别巨大时,多尺度多线组宽带k分布模型对3~5 m波段气体辐射传输特性的预测精度远高于原始宽带k分布模型和窄带模型,并且与灰体固壁保持了很好的兼容性。最后,对不同相对风速下舰用燃气轮机引射排气系统的流场、固体温度场及其近、远距离红外成像进行了数值计算,结果表明:气体重力和燃气中的一氧化碳对其3~5 m波段红外成像的影响不能忽略。     

高超声速流场中CO2的红外辐射研究

文中针对高超声速绕流场中驻点线上的CO2气体展开了辐射光谱的相关研究,分析了CO2 对 整个高超声速目标的红外辐射产生的影响。研究了以球体作为飞行本体,通过计算流体力学的方法,描述高超声速流场中驻点线的物理状态以及CO2的含量变化。以此为基础,通过逐线法计算了不同 飞行条件下绕流场中驻点线上CO2的辐射光谱。估算了发生烧蚀现象时,CO2的辐射光谱。通过理论 计算,发现在典型的高超声速飞行状态下,无烧蚀的纯空气高超声速流场中驻点线上CO2 的红外辐 射远小于飞行器本体的红外辐射。而在有烧蚀的情况下,激波层中的CO2的红外辐射将不可忽略。     

磁约束放电的CO激光激发系数

采用磁约束放电CO激光模型研究在外磁场作用下:(1)放电系统电子的能量分布变化;(2)电子对振动态CO分子的碰撞激发几率;(3)CO分子振动平动,振动转动激发系数与磁场、温度的关系.研究表明,外磁场使原电场在电场方向上对电子作用变小,电子能量减小,并导致电子对CO分子的碰撞激发几率系数下降,而对V-V,V-T激发系数影响不大.     

激光对CO_2激光器中电子能量分布的影响

Nighan利用已知的电子-分子碰撞截面数据,计算了在CO_2-N_2-He混合气体中的电子能量分布函数,同时研究了电子的跃迁速率,在此基础上研究了电子-分子能量变化过程与激光的关系。他的结论是激光对电子能量分布影响不大。但是,Bletzinger得出了相反的结论,他在CO_2-N_2-He混合气体放电实验中观察到了激光对电子能量分布的烧蚀效应。尔后Avivi用置于等离子体中的电探针的伏安特性曲线,研究了激光对电子能量分布的影响。实验结果表明在2电子伏附近,激光使电子能量分布曲线产生明显的变化。本文采用探针电流的两次导数法测量了CO_2激光器中激光对电子能量分布的影响。 Drungjvesteir给出了电子能量分布与探针电