摘要：在纹影技术应用过程中,纹影光源的性能一定程度上决定了拍摄结果的优劣。不同种类的光源,得到的拍摄效果不同,对于某种特定拍摄需求,光源的选择和设计也不同。如何选择和设计合适的纹影光源,对于最终拍摄结果的好坏至关重要。结合纹影技术在工程实际中的应用,分析了不同被测对象对光源的需求,总结了几种常见光源的应用情况及其特点,提供了一种光源参数设计的方法。在实验室典型超声速自由射流流场测量中,对卤钨灯、氙灯和激光3种纹影光源的应用进行了对比分析。所提出的纹影光源的选择与设计方法,具有一定的工程实验参考价值。

摘要：根据相似性原则设计了低成本小型纹影风洞.采用储气式供风系统;扩散段的扩散角为10.7°,缩短了扩散长度;稳定段采用等截面长直通道,并且安装蜂窝器和阻尼网;收缩段的收缩比为9倍,收缩线为双三次曲线;试验段采用矩形截面,观察窗为石英玻璃;观测系统以纹影仪为主,频闪仪和烟雾系统为辅.该风洞的雷诺数高、湍流度低、气流稳定而且均匀.

摘要：超声分子束注入(supersonic molecular beam injection, SMBI)是磁约束核聚变装置中的一种等离子体加料技术.为进一步优化SMBI束流特性、提升SMBI加料性能,本文利用纹影诊断系统开展了不同工况下的注入器测试实验,并对束流特性参数依赖性开展了研究.研究结果表明,束流寂静区长度(又称束流注入有效距离)与束流发散半角依赖于系统工况及注入器特征参数,且本文给出了束流特性参数的定量变化规律.此外,普通圆孔注入器与自研一体式注入器的对比测试结果表明,自研的一体式注入器在束流注入有效距离和束流聚束性能上均优于普通圆孔注入器.该研究工作为不同磁约束核聚变装置上的超声分子束注入器设计和束流优化提供了数据支撑和参考.

摘要：针对旋转爆震发动机传统环形隔离段不易进行光学观测的难题,设计了一套可实现隔离段流场观测的圆盘形旋转爆震燃烧室。通过数值计算和光学观测试验,对圆盘燃烧室中爆震波与来流相互作用的典型流场结构进行了研究,并分析了不同因素的影响规律。研究发现:爆震波诱导出的斜激波在向隔离段上游发展的过程中强度逐渐减弱,爆震反压的前传距离随周向角度增大出现先增加后降低的趋势;增大隔离段入口总压、减小隔离段出口马赫数、提高爆震波传播速度均有利于减缓爆震波与来流相互作用强度,提升隔离段的起动性能;试验中观测到与数值计算定性一致的隔离段流动现象,为开展爆震波与来流相互作用研究提供了有效试验观测手段。

摘要：各种光学测试技术在风洞试验中应用越来越广泛,图像中的破损或无关信息均会影响数据的处理和分析。以存在缺陷的风洞纹影图像为例,对数字图像修复技术进行了研究。根据缺陷离散分布、大小及形状各异,核心区域的灰度值较低以及边缘处灰度梯度变化较大等特点,将图像修复流程设计为确定待处理区域、缺陷识别和缺陷修复等3个步骤。前2个步骤使用Otsu算法进行图像的分割处理,然后使用快速行进方法(FMM)完成缺陷修复。经处理,纹影图像的缺陷被自动识别,并得到了减少或削弱,而且修复的信息客观合理。该方法可推广至其他光学测试技术的图像修复。

摘要：为研究超声速混合层增长速度,在自行设计的超声速湍流混合风洞中,分别采用常规连续光源与脉冲激光光源完成相应的纹影和NPLS实验。采用对比度调整和边缘检测方法对实验图片进行处理,得到了适合于定量测量混合层增长速度的图像。给出了相应的增长速度测量方法,并对相应的实验图像进行了定量测量与比较。

摘要：根据高速流动显示实验研究对高帧频图像采集设备的需要,基于分幅式光路设计原理,结合快响应像增强器和低照度CCD相机,研制了一套兆赫兹采样的高帧频数字相机。利用高帧频数字相机,开展了高速流动显示实验研究:基于高帧频数字相机,结合纹影技术,在激波管上针对方块、凹槽模型,开展了高速流动显示实验,获取了运动激波与模型边界相互作用的序列图像,观察到湍流涡随时间演化发展的过程。结合一台输出功率为8W的连续激光光源和高帧频数字相机,建立了一套高速片光散射流动显示系统,获取了喷流的米氏散射序列图像。实验证明,基于高帧频数字相机的纹影及片光散射技术具备开展高速流动显示实验研究的能力。

摘要：气波制冷机具有制冷效率高、可带液工作等优点。为深入研究气波制冷机核心部件压力振荡管内部波系运动,设计了一套双开口压力振荡管可视化流场测量平台,利用视场拼接和纹影技术获得压力振荡管内密度梯度场的定量表达,并将实验结果与二维欧拉方程理论计算结果进行了交叉对比验证,误差为3.2%,证明基于纹影技术追踪管内复杂波系运动的方法不仅直观可视且准确可靠。基于上述方法,对不同压比和转速下的压力振荡管内波系开展了实验研究。实验结果表明,增大压比或转速均会提升激波马赫数。压比由1.5增大至3.0时,激波强度和膨胀波强度均显著增大,强化了对近管口区间气体的膨胀作用。转速由800 r/min提高至2400 r/min时,膨胀波波系运动路径逐渐向管口方向弯曲,降低了膨胀波在管口运动的速度,增加了膨胀波对近管口区间气体的作用时间。

摘要：该研究通过分析人工晶状体有效光学区设计原理及影响因素,探讨两种人工晶状体有效光学区直径的确定方法。利用投影仪法和纹影法分别对-10.0 D~36.0 D的人工晶状体的有效光学区直径进行测量及对比分析。数据显示两种方法的测量结果具有良好的一致性,均可用于有效光学区的测量。但考虑实际测量时精确度、测试效率等因素,投影仪法更适用于常规批量生产检测。纹影法在产品开发和特性描述阶段能够提供更多实用参考信息,同时可作为有效光学区直径测量的辅助验证手段。

摘要：为研究受限空间内瓦斯爆炸障碍物附近流场结构演化,通过实验室中尺度激波管道设置压力和火焰传感器以及激光纹影系统,在玻璃视窗处设置阻塞率为21.56%的障碍物,改变障碍物数量,对比不同工况下火焰传播、压力变化、激波运动、流场变化,分析障碍物对受限空间内瓦斯爆炸流场演化影响。实验研究发现:障碍物对于瓦斯爆炸激励效应不可忽视,加入单一障碍物使最大爆炸超压增加32.3%;最大火焰传播速度增加115.4%。在障碍物数量一定时,障碍物对瓦斯爆炸激励效应与障碍物数量呈正相关关系。同时发现障碍物对瓦斯爆炸激励效应主要表现在障碍物周围区间内。激励效应主要机理是障碍物存在增加了障碍物附近湍流强度,使得火焰拉伸形变,增大了火焰锋面面积,加速了化学反应进行。