NO激光诱导荧光对高焓气流温度的测量

由于真实气体效应,高超声速流场的研究仍然依赖于大量的实验.流场温度是实验的重要参数,目前只能通过具有非入侵性质的光学测量手段获得,然而,由于多方面的难题,鲜有对高焓流场参数测量的报道.文章介绍了利用激光诱导荧光(laser-induced fluorescence,LIF)技术对JF-10氢氧爆轰激波风洞产生的高焓实验气流温度的测量工作.搭建了用于脉冲式风洞的LIF测量系统,使用了NO分子作为荧光组分.因为高焓流场实验条件苛刻,本实验对传统的激光设置进行了调整,使用了平行于拍摄方向的竖直平面激光激发NO,使荧光信号更为集中,获得了清晰的LIF图像.利用双线测温法(two-line thermometry,TLT)测量高焓自由流中NO分子的转动温度,从而确定气流的平转温度.测量结果表明,JF-10实验气流的平转温度为600 K.

基于卡通-纹理模型的激光吸收光谱层析成像

可调谐二极管激光吸收光谱层析成像(TDLAT)是一种重要的光学非侵入式燃烧检测技术。然而,TDLAT逆问题的欠定性本质使得现有迭代层析成像算法重建的燃烧场温度分布图像存在较大误差。针对该问题,笔者将图像处理领域的卡通-纹理模型引入TDLAT,提出了基于卡通-纹理模型的温度重建算法(TRACT)。该算法利用全变差约束下的Landweber算法重建气体吸收密度图像中的卡通成分,较好地恢复其中的平滑特征与边缘结构;构建改进的迭代收缩阈值算法深度展开网络,并用其重建气体吸收密度图像中的细节纹理成分;通过卡通成分重建与纹理成分重建的相互补充,提高气体吸收密度图像的整体重建质量,进而提高燃烧场温度分布图像的重建质量。利用火焰动力学模拟器生成的仿真数据与利用TDLAT实验系统实际测量数据进行的重建实验均表明,与现有的迭代层析成像算法相比,TRACT重建的燃烧场温度分布图像在客观评价指标与主观视觉质量方面均有较大提升。