基于超构透镜的实验力学测试技术初探

作     者：张炜 赵洲 嵇煜 曾飞 陈沐谷 施圣贤 Zhang Wei;Zhao Zhou;Ji Yu;Zeng Fei;Chen Muku;Shi Shengxian

作者机构：上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 香港城市大学电机工程系中国香港999077 

基　　金：国家自然科学基金(12172222,12302368) 航空发动机/燃气轮机国家重大专项及基础科学中心重点项目(J2019-0004-0095,2023-B-V-002-001) 航空科学基金(20230046057018) 中国博士后科学基金(2023M742231) 国家资助博士后研究人员计划(GZC20231561)资助 

出 版 物：《力学学报》 (Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics)

年 卷 期：2025年第57卷第2期

页      码：349-360页

摘      要：超构透镜是一种新兴的平面纳米光学元件,具有超薄、超轻的显著优点以及对入射光高度灵活的调控能力,正逐步展现出替代传统光学透镜的潜质.当前,有关超构透镜的研究集中于其光学性能提升及超材料迭代等,鲜有研究尝试将超构透镜应用于传统力学测试领域,且超构透镜在先进光学诊断技术中的应用前景尚不明确.文章据此分别介绍了基于自主设计的双目超构透镜的粒子图像测速技术(Meta-PIV)以及数字图像相关技术(Meta-DIC)及其前期研究结论,并分别开展了实验验证,结果表明:经雷诺数为2000的涡环实验验证,所提出的双目超构透镜PIV系统可以实现2D-3C速度场的测量,并具有时间分辨的流动分析能力.涡环验证实验中,Meta-PIV系统对涡环直径的测量误差约为1.25%;基于双目超构透镜的DIC测试系统可以实现对目标X,Y和Z三方向的位移与应变场测量,测量精度与传统Stereo-DIC系统相比误差低于10%,且在Y方向测量误差低于1%.涉及的研究工作旨在为超构透镜在力学测试领域的应用提供新思路,并为后续研究提供参考数据.

主 题 词：超构透镜 粒子图像测速 数字图像相关 光场成像 三维测量 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/0459-1879-24-451

馆 藏 号：203156784...