基于Abel逆变换的等离子体温度分布测量方法的研究

测量激光深熔焊接小孔的温度分布是研究小孔形成机理的重要手段之一。为了获得非对称情况下的等离子体温度的二维分布,通过变量分离方法将光谱测量的一维信息分离为对称和非对称两部分,在Abel变换的基础上,利用Barr数值方法计算出对称部分的平面二维分布,从而获得非对称情况下的平面二维分布。通过假想的非对称分布函数进行了模拟计算和误差分析,结果证明算法的整体误差小。     

激光激发等离子体温度空间分布测量研究

采用了一种激光激发等离子体温度空间分布测量的新方法,使用面阵CCD探测等离子体二维光谱,应用玻耳兹曼分布式解析获得激光等离子体温度,以YAG激光为激发源,Cu作样本,当脉冲激光能量为0.1J,脉宽为10ns时,所测得的靶面温度分布在12000K到14000K之间,挖高斯分布。     

分布温度测量方法的研究

论述了仅由辐射源的光谱辐射出射度计算辐射源的分布温度的原理和方法,并对辐射源的分布温度计算程序给予说明。对几个具有相同真实温度的红外辐射源进行了测试和计算,得到了不同的分布温度值。说明了分布温度与其他温度之间在物理意义上所存在的本质区别。     

激光深熔焊接小孔效应的传热性研究

激光焊接由于其焊缝深宽比高、热影响区小以及高的焊接速度而在工业上得到越来越广泛的应用。激光深熔焊接的本质特征就是存在着小孔效应。采用高速摄影的方法清晰、完整地观测了激光深熔焊接GG17玻璃时的小孔，实验研究了离焦量、焊接速度对小孔和熔池形状、尺寸的影响。在分层假设的基础上建立了激光深熔焊接小孔效应的传热模型，并根据观测到的小孔形状和尺寸，用有限元法计算了小孔周围的温度场和流场。实验与模拟计算结果表明，小孔前沿的温度梯度比后沿的大；焊接熔池中的最大对流速度达到了焊接速度的10倍左右；小孔形状和尺寸的实验观测为系统研究激光深熔焊接时的小孔效应提供了一种新的方法。     

激光兰宝石手术刀头温度分布特性的研究

利用光热偏转技术研究了用于连续YAG激光治疗器的接触式兰宝石手术刀头的横向温度分布和纵向温度分布。并用CCD列阵测量了其横向和纵向光强分布,其温度分布和光强分布具有很好的对应关系。     

激光焊接等离子体温度场测量及数据处理

应用光谱分析法测量激光焊接光致等离子体的温度场是激光焊接光致等离子体测量技术中的难点.采用基于快速傅里叶变换(FFT)和汉克耳变换的阿贝尔逆变换数值方法,研究出一种等离子体二维温度场分布的数据处理方法,并进行了计算精度分析.利用该数据处理方法,在取样点为41个的时候,得到的标准误差e大约为3.23×10-2.同时,进行了焊接试验,采用多通道光谱仪观测孔外光致等离子体,利用所提出的新方法实现了试验数据的处理,获得激光焊接孔外等离子体的温度场.计算得出的温度场呈相对于光束中心的四周低中间高的趋势.     

激光诱导扩散区温度分布的均匀化

用连续波激光诱导扩散制作单片集成光接收机中的探测器时，激光照射形成的高温区面积很小。当入射激光焦斑光强为高斯分布甚至“平顶帽形”分布时，微小扩散区温度分布的均匀性都不能达到实验的要求。提出了用掩模对入射高斯光束进行空间调制的方法来实现扩散区温度的均匀化。该方法的关键是计算出实现均匀的温度分布所需要的焦斑光强分布参数。给出了计算方法和计算实例。结果表明，均匀化后，在扩散区平均温度上升值为500K时，扩散区内的最大温度差为3．9K，并且高温区的温度分布接近“平顶帽形”。     

激光深熔焊接过程中小孔效应的试验研究

采用高速摄影方法,清晰地观测了激光深熔焊接玻璃过程中的小孔形状,并对离焦量,焊接速度,激光功率等工艺参数对小孔形状的影响以及保护气体对小孔稳定性的影响进行了试验研究。     

激光诱导水垢等离子体温度精确求解研究

为了减小谱线自发辐射跃迁几率等参量的不确定性带来的计算误差,采用一种改进型的迭代Boltzmann算法研究了激光诱导水垢等离子体的电子温度,经过12次迭代,线性相关系数由0.7687提高到0.99991,得到水垢等离子体的电子温度为5012K。Lorentz函数拟合Ca Ⅱ 393.37nm得到水垢等离子体的电子密度是5.7×1016cm-3,远高于临界值6.4×1015cm-3,证明激光诱导水垢等离子体满足局部热力学平衡模型。结果表明,本方法不仅操作简单,而且可以明显提高等离子体特征参量的求解精度。     

运转过程单斜晶系激光晶体的温度分布

计算了第Ⅰ类、第Ⅲ类边界条件下灯泵浦单斜晶系激光晶体垂直棒轴截面上的温度分布,结果表明,在第Ⅰ类边界条件下,温度分布为径向抛物线函数,等温线是圆;对于第Ⅲ类边界条件,温度分布是椭圆或双曲线函数,等温线是椭圆或双曲线。主热导率差别越大,冷却剂冷却效率越弱,偏离圆越严重,提高冷却剂的冷却效率将减小这种偏离。     

焊接缺陷对行波管收集极温度分布的影响研究

行波管收集极焊接缺陷会影响其散热,严重时会导致行波管失效。利用有限元软件模拟计算了不同加载方式对行波管收集极温度分布的影响,研究表明两种加载方式下收集极内部温升差别较大。在静态加载的基础上,研究了焊接面积不足和焊接面积不均两种主要焊接缺陷对收集极温度分布的影响。分析结果表明,在用锡钎焊接收集极与底座时,除了要保证焊接接触区域在50%以上外,还要保证底座凹槽的侧边和底边与收集极都要接触良好。     

激光深熔焊熔池及小孔的检测

激光深熔焊熔池-小孔包含丰富的反映熔深的信息.本文建立了基于视觉的熔池-小孔同轴检测系统,拍摄了不同焊接速度下熔池-小孔的清晰的图像,分析了熔池宽度、小孔直径随焊接速度的变化规律研究发现,小孔直径随焊接速度的增大先增加后减小,熔池宽度随焊接速度的增大而减小.     

一种基于Abel变换的温度场重建方法

光学干涉测量通常以干涉条纹的形式显示被测对像的信息,如何从干涉条纹中获得被测流场的投影数据是重建流场的首要问题;本文提出获取流场折射率投影数据的一种方法,该方法是根据干涉条纹位移量和折射率的Abel变换关系式,将被测流场分割成不等间距的若干个圆环,使得在每一个分割间距内恰出现一条条纹,则条纹密集处获得数据点多,保证了重建的精度;通过计算机模拟验证了该方法不仅简单易行,而且获取的折射率分布的精度高;最后将该方法应用到轴对称温度场中,由折射率重建了三维温度分布。     

热容模式下片状激光介质瞬态温度及热应力分析

为了研究激光介质热畸变对固体热容激光器的影响,数值计算了高功率激光二极管阵列抽运片状激光介质的瞬态温度场和热应力分布。结果表明,在相同的抽运功率密度下,激光介质中的温度分布和热应力分布不仅与激光介质几何构型及抽运光空间分布有关,还与抽运光斑在介质表面的填充因子密切相关。当抽运光斑未充满激光介质时,介质的表面靠近边缘处会出现大的拉应力集中,并且介质表面的最大轴向位移和最大拉应力随光斑填充因子增大而增大;而当抽运光充满介质时,表面是压应力,较小的拉应力存在于介质内部。     

激光划痕法膜基界面的温度场及应力场分析

为了对膜基系统的温度分布和应力分布进行模拟研究,采用ANSYS有限元分析软件,对高斯移动激光加载条件下TiN薄膜的温度场和由温度场产生的应力场进行了稳态分析。研究结果表明,温度场随激光光源的移动而移动,温度场中温度最大点在激光光斑中心处,且激光光源移动方向后方的温度场有较大的迟滞现象。在膜基系统中产生的应力场主要集中在薄膜内部。温度场和应力场的研究对探讨膜基系统失效进程具有重要意义。     

基于声波法的舰船排气红外温度场的仿真重建研究

根据声速与温度的关系,提出了一种基于声学法的舰船排气红外温度场重建方法。通过布置在烟囱边界的声波传感器,测量各声波传递路径的时间,进而解算温度场。分析了测量误差对重建结果的影响,结果表明基于声波法的温度场重建方法在5%的测量误差水平内具有良好的重建效果。该方法为红外辐射强度以及红外制导武器锁定距离的计算提供了重要支撑,为舰船实现红外隐身动态控制奠定了基础。     

管状激光器的介质温升研究

基于二次吸收发热模型,考虑了激光介质的端面效应,对有限尺寸的管状YAG激光器介质温升进行了计算分析.结果表明,介质横截面上的温升呈环状分布,激光管壁中心部分的温升最大,内壁和外壁的温升较小,且外壁温升低于内壁温升.聚光腔反射率越大、厚度越厚、泵浦功率越大、吸收系数越大,都会使得介质内的温差升高,从而使得热效应不断加剧.     

印刷电路板预电离小TEACO2激光器两种照射模式研究

通过使用印刷电路板预电离小TEACO2激光器,研究了预电离过程中两种照射模式-照射阳极模式和照射阴极模式下,激光器注入能量和输出能量的关系,实验得出,在印刷电路板预电离小TEACO2激光器中,两种照射模式的注入与输出曲线基本吻合,而照射阳极模式下印刷电路板预电离小TEACO2激光器更具有潜力。