主稀释剂He预热对燃烧驱动DF激光器输出性能的影响分析

针对燃烧驱动连续波DF激光器,对仅预热主稀释剂He的情况下激光器的输出性能进行了理论分析和仿真研究,并与燃料常温条件的结果进行了对比分析。对于燃料体系为(H_2+NF_3+He)+D_2和(C_2H_4+NF_3+He)+D_2的DF激光器,在燃烧室产生的F原子流量不变的条件下,当主He预热至(1100 K,1300 K)时,激光器比功率较常温条件下分别约提高了(21%,24%)和(46%,56%),同时燃烧室所需的燃料消耗分别约减少了(25. 5%,29%)和(32%,36%)。在工程应用方面,主He可成功预热至800℃(1100 K)。因此,主He预热是有效且可行的燃料预热方案,有利于改善激光器的输出性能,为激光器的高效率和紧凑化发展进程提供新的技术路线。     

连续波DF/HF化学激光器喷管中氟原子复合计算

氟原子是连续波DF/HF化学激光器泵浦反应的重要参与者,其浓度分布尤其直接影响冷反应型激光器的泵浦效率及激射强度.在参与反应之前,氟原子将受到三体复合和壁面复合因素的影响而部分复合为氟分子.研究该因素对氟原子浓度的影响对激光器的分析优化是十分重要的.已有一定的实验方法可对其浓度进行测量研究,并建立了理论模型描述.将其与计算流体力学方法相结合对氟原子分布进行计算,研究了该方法的有效性,并对不同收缩段型面下氟原子复合进行了计算研究.     

电激励HF/DF化学激光器放电管管径优化实验研究

减小现有电激励HF/DF化学激光器放电管的内径有利于多模块集成,并可能有利于提高激光器性能.对内径分别为28mm、20mm、16mm的三种放电管的辉光放电特性及激光器运行参数进行了实验研究.注入NF3后,三种放电管中等离子体发生了不同程度的收缩现象.内径20mm放电管收缩比率最小,而且总耗气量最低,激光器输出功率和电光...     

用LIIF法测量DF/HF化学激光器喷管混合性能的数值分析

激光诱导碘荧光(LIIF)是一种很好的流场测量技术,为了验证该方法测量化学激光器流场混合性能的精度,模拟得到连续波DF HF化学激光器的HYLTE喷管冷流场,并计算了用氦碘混合气体作为氧化剂流、用氦气作为燃料流的HYLTE喷管的流场。通过比较前一流场中的氟原子和后一流场中的碘分子的摩尔百分比分布情况得知,当作为氧化剂流的氦碘混合物中碘的质量百分比在54%左右时,用LIIF法测量DF HF化学激光器喷管的混合情况具有较高的精度。     

基于相干反斯托克斯喇曼光谱的实时燃烧诊断技术研究

相干反斯托克斯喇曼（CARS）光谱燃烧诊断技术由于测量的非介入性、高分辨率和高灵敏度,成为了燃烧科学中的研究热点。综述了CARS技术的原理、方法、特点及其发展现状。针对CARS技术中存在的一些问题和缺陷,对其研究发展方向和应用前景进行了展望。     

火药燃烧驱动子弹的数值分析

用LS DYNA非线性动力有限元程序对某型号子母弹战斗部模型火药燃烧驱动子弹的前期运动过程进行了数值分析,获得了波纹管材料和子弹壳体材料的应力应变历程曲线以及子弹抛撒的初速度等多个结果,这对于研究该型号战斗部作用机理和效应评估等都有重要意义。模拟计算的子弹抛撒初速度与试验值基本一致。     

应用荧光法分析汽油燃烧残留物

通过应用三维荧光光谱法,对比分析了汽油、煤油、柴油及其燃烧残留物的三维荧光特征参数,主要分析了荧光峰位置、半峰宽、荧光发光区域分布、次峰与主峰的荧光强度比等,验证了荧光光谱法在鉴别火场汽油助燃剂燃烧残留物中的可行性,为火灾原因调查提供更多依据。     

HF化学激光器光腔流场荧光光谱分析

化学发光方法是HF/DF化学激光器光腔流场参数的重要实验测量方法.观察并记录了在增大H2流量时,电激励HF激光光腔流场可见光荧光的变化现象,对光轴处可见光荧光进行了光谱测量.对激光器光腔内介质成分进行了理论分析,HF高阶泛频谱线计算结果显示第3振动激发态到基频的跃迁谱线处于红外区.通过对荧光实验测量光谱与光腔内介质谱线...     

基于敏感性分析的DF化学动力学模型的简化

基于两种燃料体系下的DF详细化学反应动力学模型,利用敏感性分析的方法,分别提出了相应的简化反应机理.简化过程中发现,仅考虑DF“冷反应”泵浦过程,忽略掉高振动激发态,忽略掉D2和DF分子的离解复合反应对整个系统影响不大.DF分子之间以及DF与D、D2、HF之间的能量转移反应具有较高的敏感性.简化机理在有效概括DF化学反...     

HF化学激光器燃烧室中燃料配比的数值分析

利用最小自由能法及质量流量守恒原则,对HF化学激光器的NF3-D2-He体系的化学平衡组分进行了计算,提出了F原子摩尔流量密度参量,分析了各输入气流的流量调节对燃烧室总温、总压、F原子产率等的影响.在燃料配比不变的情况下,总流量的增加使得F原子流量也成比例增加,而由此带来的总压升高引起的F2解离度、绝热燃烧温度、F原子...     

门控PMT联用LIBS技术的高速采集系统研发及其应用

激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectroscopy,LIBS)结合门控光电倍增管(photo multiplier tube,PMT)技术中的信号采集装置是影响LIBS分析系统小型化与集成化的关键组件之一,通过采用微控制芯片与AD9226芯片设计实现了7.6 MHz采集频率的12 bit PMT信号高速采集系统,并对水溶液中铅(Pb)、铬(Cr)元素进行了定量分析。实验结果表明,LIBS结合门控PMT分析系统采用高速采集系统建立的Pb、Cr元素定标曲线拟合度分别为0.988、0.978,相对标准偏差分别为3.56%、6.57%,检出限分别为0.013 mg/L与0.087 mg/L,相比未采用PMT的LIBS检测技术降低了一个数量级。与电感耦合等离子体质谱法对比结果显示,对质量浓度为7.0 mg/L的Pb溶液与0.7 mg/L的Cr溶液,检测结果的相对误差分别为2.81%、3.26%。因此PMT信号高速采集系统在水溶液重金属的LIBS分析中具有良好的定量效果,且具有体积小、功耗与成本低的优势,有利于进一步推进LIBS技术在水质重金属检测领域中的应用。     

ZnGeP2 OPO产生4.3 μm波段窄线宽激光实验研究

为了设计4. 3μm波段大功率窄线宽中红外激光器,开展了2. 7μm激光抽运ZnGeP_2晶体光参量振荡(Optical Parametric Oscillation,OPO)技术产生4. 3μm波段窄线宽激光实验研究,对实验结果开展了详细的分析。抽运源为1064 nm抽运的KTiOPO_4OPO激光器输出的2. 7μm波段参量激光,KTiOPO_4OPO采用单谐振结构,将两块相同的KTiOPO_4晶体光轴相向放置以补偿走离效应,KTiOPO_4晶体按Ф=0°、θ=62°切割以获得波长2. 7μm波段激光输出,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以利用较大的非线性系数。ZnGeP_2OPO采用单谐振结构,采用Ⅱ(B)类相位匹配(o→o+e)以获得窄线宽输出,ZnGeP_2晶体按Ф=0°、θ=68°切割以获得波长4. 3μm波段激光输出。在抽运光波长2. 7μm,脉冲能量为7. 5 m J,脉宽8. 6 ns的条件下,获得脉冲能量2. 12 m J,线宽30 nm,脉宽8. 7 ns的4. 26μm激光输出,光-光转换效率约为28. 3%,斜效率约为32. 6%,水平和垂直方向的光束质量M~2分别为6. 2和13. 5。     

燃烧型焊条焊接A3钢的研究

基于燃烧合成技术的燃烧机理,结合焊接母材的材质,制备可用于手工施焊的燃烧型焊条焊接A3钢。对焊接试件进行力学性能测试和金相分析,结果表明:焊接试件的结合方式为冶金结合,焊缝合金在细晶强化和弥散强化的作用下,试件的抗拉强度(σb)达到370 MPa,抗弯强度(σf)达到1 100 MPa,成功实现了燃烧型焊条对A3钢的焊接。     

组合激光作用下CdS探测器破坏阈值实验研究

采用组合激光(即响应波段内532nm激光和响应波段外1319nm激光)对光导型CdS探测器进行辐照,测量了CdS探测器的破坏阈值。当1319nm激光辐照功率密度保持不变时,波段内激光的加入明显缩短了CdS探测器被破坏时激光所需的辐照时间,并且随着532nm激光功率密度的不断增大,辐照时间先减少后增加;当1319nm激光辐照时间保持不变时,随着532nm激光功率密度的增大,CdS探测器被破坏所需的1319nm激光功率密度先减小后增大,但恢复值仍比没有532nm激光加入时要小,说明了波段内激光的增强作用。上述两种变化趋势与相同条件下探测器的电压响应变化规律一致。     

大功率柴油机喷油提前角对缸内燃烧过程的影响

针对某型大功率柴油机,采用试验和计算流体力学（CFD）仿真相结合的方法,研究了大功率柴油机在不同喷油提前角下的燃烧特性,着重分析了缸内最大爆发压力、峰值角、最大压力升高率、燃烧始点等参数的变化趋势,同时对缸内速度场、燃空当量比分布和温度场的变化进行研究,得出喷油提前角的变化对预混合滞燃期的改变是影响柴油机燃烧过程的主要因素,随着喷油提前角的增大,滞燃期内可燃混合气增多,缸内最大爆发压力、最大压力升高率和缸内最高温度随之升高。     

ICF激光驱动器总体集成中的关键小批量事件均衡匹配模型研究

关键器件是决定和影响ICF激光驱动器总体输出性能指标的主要因素之一,它也是典型的多规格、小批量事件,其与总体集成过程的均衡、成比例的动态配置关系是ICF激光驱动器工程的管理难题之一。基于神光系列激光驱动器研制的工程实践,借助EOQ经典模型,尝试建立在均衡成比例约束条件下的匹配方法,以期有效提升工程效率,为兆焦耳级激光装置及类似大科学工程在涉及小批量事件的管控方面,提供参照。研究表明,所提均衡匹配模型对于大科学工程项目具有普适意义。     

某型鱼雷减速增程效果的影响因素及其控制方法

针对某型热动力鱼雷减速增程改装过程中出现的问题,对鱼雷的燃料各组分供应比例与航程之间的关系进行了分析计算,并提出了减速后获得较大航程的方法.     

羽流光谱实验仿真

根据液体火箭发动机故障羽流诊断的需要 ,建立了高温气体下原子的光谱仿真模型 ,针对具体实验仪器及实验条件 ,对发动机几种主要元素的理论光谱进行了仿真计算 ,对不同光栅下的理论光谱进行了比较、讨论 ,该工作为后续实验研究打下了基础。     

燃气发生器低频非稳态燃烧统计分析

针对冲压发动机地面试验需求,设计燃气发生器,通过试验统计研究其燃烧稳定性特征。结果表明:该燃气发生器发生低频非稳态燃烧的概率为32.7%,存在两种振荡形态。一种存在振荡主频,即低频不稳定燃烧;另一种没有主频,燃烧形态为粗暴燃烧。粗暴燃烧发生概率高且与余氧系数存在较强的相关性,低频不稳定燃烧发生概率低。两种形态的振荡能量分布位置不同。     

利用OH-PLIF技术显示超声速燃烧的火焰结构

针对在来流马赫数为1.72的空气来流中横向喷注氢气发生超声速燃烧的流场,利用平面激光诱导氢氧基荧光(OH-PLIF)技术,对超燃燃烧室中三个不同的流向截面进行了二维成像测量。选择波长为283.553nm的染料激光倍频光作为激发光,可近似认为获得的OH基荧光信号强度与OH基的摩尔分数成正比。瞬态的OH基PLIF图像揭示了超声速燃烧火焰结构具有高度湍流特性,在凹腔内部存在稳定的燃烧区,为整个燃烧反应提供值班火焰,起到了促进和稳定超声速燃烧的作用。超燃火焰在沿流向传播的同时还沿径向传播,凹腔展向尺度增大时火焰沿流向的火焰区会有所减小。