激光微烧蚀掺碳PVC推进性能研究

激光微烧蚀靶材产生的力学性能是表征激光微推进性能的重要指标,相关研究一直是激光微推进领域内讨论的热点。掺碳是一种提高激光与靶材耦合性能的重要手段,能够一定程度上改善激光微推进性能,不同掺杂程度所获得的推进性能也不同。采用单脉冲输出功率较低的半导体激光器和功率较高的YAG激光器,分别测量了不同功率密度和能量注入情况下,微...     

关键参数对空气中激光引致热核特性的影响规律研究

针对纳秒脉冲激光能量在空气中沉积的等离子体热核演化问题,利用两种不同分辨率的高速相机,搭建了高分辨率的纹影系统。所获得的纹影实验结果很好地展示了激光能量沉积初始时刻的演化过程,并研究了激光能量大小和透镜焦距这两个关键参数对激光引致等离子体热核演化过程的影响规律。实验结果表明激光沉积能量越大,等离子体热核的尺寸越大,但是可能存在激光能量沉积的饱和现象。另外,激光能量越高、透镜的焦距越短,激光能量沉积之后环境冷空气穿透热核的时间就越晚,意味着等离子体热核维持稳定的高温低密度气团的时间越长,这可以为激光致等离子体主动流动控制的相关研究提供充足的反应时间。     

激光微烧蚀靶材的冲量耦合系数测量方法

冲量耦合系数是激光微推进的重要参数,反映激光能量转化为动量的能力.提出了扭摆干涉仪测微冲量的原理以及测量方法,解决了难于精确测量10-7～10-5N·s的微冲量的问题,以掺碳的聚氯乙烯为靶材,测得了它在激光微烧蚀下的最高冲量耦合系数将近70 μN/W.为激光微推进冲量耦合系数的计算提供了工程测量和计算方法.     

关键参数对激光等离子体热核与激波相互作用过程的影响规律

针对激光减阻中激光等离子体热核与正激波相互作用物理现象,运用高精度纹影测量技术研究分析了激光等离子体热核在正激波冲击下的流动结构特性,获得了激光能量与激波速度两个关键因素的影响规律。实验结果表明:在正激波的冲击下,热核宽度呈先上升然后稳定并有减小的趋势,入射激光能量越高,热核在激波冲击下的宽度越大;热核的长度在正激波冲击下迅速减小然后以固定的速度线性增长,增长速度约为入射激波速度的19%。研究结论可为实际应用中有效增强减阻效果和延长持续时间提供依据,相关方法和结果对激光等离子体主动流动控制研究也具有很好的参考价值。     

激光减阻机理研究进展

激光等离子体减阻技术对于高超声速飞行器减阻隔热和提高飞行器性能具有重要意义.介绍了脉冲激光减阻研究的数值计算模型和实验研究方法;总结了激光等离子体减阻机理;讨论了入射激光能量、能量沉积位置和流场马赫数等关键参数对减阻性能的影响规律.针对目前研究现状,提出通过等离子体热核建立关键参数与激光减阻效果间联系的建议.     

基于快速多帧PIV方法的超声速自由射流流动结构研究

针对超声速流场速度场难以测量的特点,搭建了一套具有高时空分辨率的快速多帧PIV测量系统,对压比为5的超声速欠膨胀自由射流流场进行了测量,PIV速度场结果分别与国外的实验结果和数值模拟结果进行对比,验证了本PIV系统的良好性能。结合速度场分布图像对超声速自由射流的流场结构进行了分析,并基于速度场分布获得了涡量场分布等信息。实验结果表明,涡量场中存在两条环状涡量分布区,将自由射流的下游流场分割为三块速度、温度等参数沿径向分布规律显著不同的区域。     

基于质谱法的大气压介质阻挡放电等离子体中O3和N2O组分的测量

为提高介质阻挡放电(DBD)在大气压条件下低温等离子体的产率以及设备的稳定性和可靠性，降低处理成本，提高航天发射废水的降解率，利用四极杆质谱仪设计了一套基于质谱法的大气压DBD等离子体中O₃和N₂O组分测量系统，通过测量等离子体组分和未放电时的大气组分来证实该方法的可行性。结果表明，在101.325 kPa大气压条件下，使用6管同轴介质阻挡放电，在控制电压为200 V时，O₃和N₂O的组分浓度达到最高；在控制电压为200 V,空气流量为7.8 L/min时，O₃的组分浓度达到最高；在空气流量为3.8 L/min时，N₂O的组分浓度达到最高。综上所述，控制电压和空气流量对等离子体组分浓度有较大影响，解决了传统质谱法难以应用于大气压条件下DBD等离子体活性产物测量和强电场对质谱仪干扰的问题。本研究结果在DBD反应器的优化、关键参数的调控和实现大气压DBD在降解航天推进剂废水的工程实际应用方面具有参考价值。