以激光散射立体角分布测量表面横向形貌参数

为了利用光学非接触方法测量表面横向形貌参数,从Beckmann-Kirchhoff标量散射理论出发,分析并得到了高斯粗糙表面激光散射能量的立体角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系。提出了散射光的两个特征值:经度及纬度辐射立体角密度矩,用以提取散射光能量立体角分布情况,并给出了利用数字图像信号在非傍轴远场条件下测量和计算特征值的方法。实验证明:给出的特征参数和测量方法能够得到激光散射立体角分布特征并可用于测量粗糙表面轮廓均方根斜率。

400 km/h高铁隧道出入口缓解微气压波综合效果分析

为准确预测高速铁路隧道出口微气压波幅值,以三维、非定常、可压缩流动理论为基础,利用Fluent软件模拟时速400 km的列车驶入100 m2端墙式双线隧道时,分析列车在不同入口侧部开口缓冲结构、出口侧部开口缓冲结构及出口仰坡斜率下对出口微气压波的影响效应,并结合出入口缓冲结构综合分析微气压波联合缓解效果。结果表明:1)对出口微气压波峰值、出口缓冲结构、仰坡斜率进行相关性分析,结合辐射立体角公式线性拟合立体角变化趋势,得出立体角随缓冲结构开口率、洞门仰坡斜率的增大均呈现由急到缓的2段式上升曲线;2)数值分析得到在不同入口缓冲结构开口率下初始压缩波压力梯度变化规律和出口微气压波缓解效率规律,再结合隧道出口缓冲结构、仰坡斜率提出微气压波联合缓解效率预测公式,预测分析微气压波联合缓解效果在不同影响因素下的变化趋势;3)针对预测结果结合数值模拟验证工况进行误差分析,表明可以将出口立体角分析结果与入口缓冲结构缓解规律相结合。

利用散射辐射分布矩测量表面轮廓均方根斜率

为了利用激光散射分布测量表面粗糙度参数,从分析高斯粗糙表面非傍轴散射光能量的角分布特征与轮廓均方根斜率之间的关系,得到了利用散射角分布进行粗糙表面横向粗糙度参数的测量方法。提出了散射光的两个特征值:辐射立体角密度矩M(θ)和M(φ),用以表征散射光能量立体角分布情况,并给出了在非傍轴远场条件下的测量和计算方法。实验证明,给出的特征参数能够得到散射光能量立体角分布特征并可用于测量粗糙表面横向形貌参数。