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基于TDLAS的层析成像技术TDLAT

力学学报 2014年第1期46卷 54-59页

作者：李飞余西龙林鑫张少华张新宇中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 北京理工大学光电学院北京100081

可调谐二极管吸收光谱技术(tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS)已成为超声速燃烧的重要测量手段之一.为提高其空间分辨能力,需发展基于TDLAS,结合层析成像术的二维断层成像术(tunable diode laser absorption tomography,TDLAT).设计了一套基于6平行光束--旋转测量的新型TDLAT系统,吸收波长为7185.6cm-1和7444.3cm-1双线,采用分时--直接吸收探测策略.重建中,使用代数重建算法,先分别反演计算两吸收线的吸收率和吸收比分布,再获得温度和浓度分布.利用该系统,在CH4/Air预混平面燃烧炉上开展初步验证试验.结果表明,TDLAT系统可以反演出温度和浓度分布特征,反演的温度分布结果与热电偶测量值吻合较好.进一步改进该系统,可用于超燃直连台中,测量燃烧室出口气流的温度和组分浓度分布.

关键词：可调谐二极管吸收光谱技术二维断层成像术温度分布层析成像

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激光衰减法测量固体火箭发动机尾流粒子参数

固体火箭技术 2010年第4期33卷 477-480页

作者：郭颜红蔡国飙余西龙北京航空航天大学北京100191 中国空空导弹研究院洛阳471009 中国科学院力学研究所北京100190

为了测量某固体火箭发动机尾流粒子参数,设计了基于激光衰减法的实验系统,并在发动机试车中采取了消除尾流辐射干扰的措施。将实验结果与参考文献的激光衰减法测量结果进行了比较,结果一致,表明所获得光强衰减信号和测量结果是可信的。... 详细信息

为了测量某固体火箭发动机尾流粒子参数,设计了基于激光衰减法的实验系统,并在发动机试车中采取了消除尾流辐射干扰的措施。将实验结果与参考文献的激光衰减法测量结果进行了比较,结果一致,表明所获得光强衰减信号和测量结果是可信的。在发动机燃烧室压强为9.5 MPa时,利用激光衰减方法测量喷管出口的粒子尺度d32=0.9μm,实验数据误差为20%。

关键词：固体火箭发动机粒子参数激光衰减法

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基于CN自由基的火星再入流场温度测量

力学学报 2014年第2期46卷 201-208页

作者：林鑫余西龙李飞张少华辛建国张新宇中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 北京理工大学光电学院北京100081

利用氰自由基(CN)B2Σ+→X2Σ+电子带系的发射光谱温度测量技术诊断模拟火星再入流场高温气体的温度.以双原子分子光谱理论为基础,通过确定CN自由基B2Σ+→X2Σ+电子带系中?v=0振动带系发射光谱的跃迁波数、Einstein跃迁几率以及不同振... 详细信息

利用氰自由基(CN)B2Σ+→X2Σ+电子带系的发射光谱温度测量技术诊断模拟火星再入流场高温气体的温度.以双原子分子光谱理论为基础,通过确定CN自由基B2Σ+→X2Σ+电子带系中?v=0振动带系发射光谱的跃迁波数、Einstein跃迁几率以及不同振转能级粒子数等参数,得到了任意转动温度和振动温度下的理论光谱强度分布,结合经窄线宽半导体激光器标定的仪器展宽(Lorentz线型,半宽度FWHM为0.154nm),为CN自由基B2Σ+→X2Σ+电子带系发射光谱测温技术提供理论依据.利用激波管模拟火星再入流场环境,通过分析激波波后不同时刻处高时间、空间分辨率的CN自由基发射光谱,得到了激波波后高温气体不同时刻处的转动温度和振动温度,并根据得到的温度信息给出了激波诱导时间和弛豫时间.

关键词：发射光谱谱线强度火星再入转动温度振动温度

激波风洞设施中的等离子体包覆目标电磁散射实验研究

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物理学报 2015年第20期64卷 280-287页

作者：金铭韦笑吴洋张羽淮余西龙电磁散射重点实验室北京100854 中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190

利用JF10高焓激波风洞设施,进行了等离子鞘包覆目标的电磁散射测量实验.基于矢量网络仪的步进扫频体制,在C波段进行实验,观测到等离子鞘对目标雷达散射截面(radar cross section,RCS)的影响.并且,目标散射测量值中直接体现了激波风洞的... 详细信息

利用JF10高焓激波风洞设施,进行了等离子鞘包覆目标的电磁散射测量实验.基于矢量网络仪的步进扫频体制,在C波段进行实验,观测到等离子鞘对目标雷达散射截面(radar cross section,RCS)的影响.并且,目标散射测量值中直接体现了激波风洞的高速气流状态信息:气流前段会造成散射回波的剧烈变化且稳定性差,持续0.5—1 ms;激发的等离子鞘有效持续时间仅约为2 ms,衰减了目标RCS回波.

关键词：等离子鞘激波风洞电磁散射实验测量

10kW连续波固体推进剂燃烧驱动CO_2气动激光实验研究

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强激光与粒子束 1997年第4期9卷 515-518页

作者：刘宇李稆睦张景升祝寿恩余西龙北京航空航天大学403教研室

简要介绍了固体推进剂燃烧驱动连续波ＣＯ２气动激光系统的工作原理及其突出特点，对组成１０ｋＷ实验系统的各主要部件——固体推进剂燃气发生器、超音速掺混室、喷管排、谐振腔等作了简要说明，利用该实验系统进行了上百次成功的测量... 详细信息

简要介绍了固体推进剂燃烧驱动连续波ＣＯ２气动激光系统的工作原理及其突出特点，对组成１０ｋＷ实验系统的各主要部件——固体推进剂燃气发生器、超音速掺混室、喷管排、谐振腔等作了简要说明，利用该实验系统进行了上百次成功的测量或打靶实验，并对主要实验结果进行了总结分析。

关键词：固体推进剂连续波二氧化碳激光器燃烧驱动

激光二极管抽运Nd∶YVO_4LBO红光激光器研究

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光学学报 2001年第3期21卷 274-277页

作者：张恒利竺乃宜杨乾锁余西龙侯玮许祖彦吴柏昌中国科学院力学研究所高温气体动力学开放实验室北京100080 中国科学院物理研究所光物理实验室北京100080 中国科学院福建物质结构研究所福州350002

报道了激光二极管抽运的Nd∶YVO4晶体、LBO晶体Ⅱ类非临界相位匹配腔内倍频大功率红光激光器。通过对激光晶体热效应的考虑 ,设计了热不灵敏腔 ,采用低掺杂浓度Nd∶YVO4晶体 ,获得了 6 71nm红光的最高输出为890mW。

关键词：激光二极管抽运腔内倍频热透镜激光晶体红光激光器热不灵敏腔

基于CH自由基发光的旋流火焰放热率时空特性研究

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航空动力学报 2019年第4期34卷 920-928页

作者：王宽亮李飞刘德峰余西龙中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 中国航空工业集团有限公司北京长城航空测控技术研究所北京101111 中国航空工业集团有限公司状态监测特种传感技术航空科技重点实验室北京101111

对不同工况下CH_4/air旋流火焰的放热率在时间上的热声振荡现象和空间的三维形态转变两方面进行了研究。在燃烧形态转变方面,由于旋流火焰的复杂流场分布特性,采用基于化学自发光的三维计算层析技术(3D-CTC),测量了雷诺数从5 000到20 00... 详细信息

对不同工况下CH_4/air旋流火焰的放热率在时间上的热声振荡现象和空间的三维形态转变两方面进行了研究。在燃烧形态转变方面,由于旋流火焰的复杂流场分布特性,采用基于化学自发光的三维计算层析技术(3D-CTC),测量了雷诺数从5 000到20 000的三个工况下旋流燃烧的CH*发光三维火焰结构。以此表征放热率的三维分布,实现对旋流火焰放热空间形态的测量。该诊断方法通过对旋流火焰发光在8个视角下的二维成像,结合层析重建算法得到其三维CH*分布信息。为验证重建保真度,将重建后结果二维可视化与高速摄影下的二维时均结果进行对比,结果表明重建误差在5%以内。研究中,分析了不同雷诺数下放热率的空间变化规律,结果显示所有实验工况下放热率的垂直于喷嘴方向的变化程度比沿喷嘴轴向的要剧烈;而随着雷诺数增加,最大的放热区表现出了明显的向后推进趋势。在旋流燃烧的热声振荡方面,利用CH*的二维高速摄影,对旋流燃烧的放热率不稳定性进行研究,发现放热率的振荡频率随着雷诺数的增大逐渐增加。

关键词：化学自发光旋流火焰放热率三维计算层析技术燃烧不稳定性

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超燃燃烧室气流参数诊断

力学学报 2011年第6期43卷 1061-1067页

作者：李飞余西龙顾洪斌李智陈立红张新宇高温气体动力学国家重点实验室中国科学院力学研究所北京100190

基于可调谐二极管激光器吸收光谱技术,利用7185.597 cm^(-1),7444.35cm^(-1)+7444.37cm^(-1)(重合吸收线)两条H_2O吸收线,采用分时扫描-直接探测策略组建多光路吸收测量系统,在4 kHz的测量频率下,定量测量了燃烧室气流的静温、水蒸气浓... 详细信息

基于可调谐二极管激光器吸收光谱技术,利用7185.597 cm^(-1),7444.35cm^(-1)+7444.37cm^(-1)(重合吸收线)两条H_2O吸收线,采用分时扫描-直接探测策略组建多光路吸收测量系统,在4 kHz的测量频率下,定量测量了燃烧室气流的静温、水蒸气浓度和流向速度.利用位移机构,在以C_2H_4为燃料的超燃直连式试验台中,在单次试验中同时诊断燃烧室内某截面和燃烧室出口的多气流参数的截面分布.利用燃烧室出口截面的水蒸气浓度分布,并结合壁面静压计算燃烧效率;利用燃烧室出口截面的静温和速度分布,获得出口气流马赫数分布;利用凹腔后部某截面的温度和水蒸气浓度分布,判读了凹腔附近流场特征.

关键词：可调谐二极管吸收光谱技术温度分布速度分布超声速燃烧燃烧效率

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超声速气流中煤油射流的等离子体点火实验

航空动力学报 2012年第4期27卷 824-831页

作者：李飞余西龙顾洪斌陈立红张新宇中国科学院力学研究所温气体动力学国家重点实验室北京100190

在直连式超燃实验台上开展来流马赫数为2.5,总温为1 650K的液态煤油燃料点火实验.在未使用引导氢气的情况下,利用输入能量为1.5kW的电弧等离子体炬实现煤油可靠点火和稳定燃烧.研究了煤油的不同喷注位置、喷射压力对点火性能的影响.实... 详细信息

在直连式超燃实验台上开展来流马赫数为2.5,总温为1 650K的液态煤油燃料点火实验.在未使用引导氢气的情况下,利用输入能量为1.5kW的电弧等离子体炬实现煤油可靠点火和稳定燃烧.研究了煤油的不同喷注位置、喷射压力对点火性能的影响.实验表明:燃料喷口距离点火凹腔为550mm,喷射压力为1.5～2.3MPa时,可成功点火,更近的喷射位置和更高的喷射压力无法点火,分析认为点火凹腔的局部混合特征是影响点火的关键因素.根据点火和火焰前传的高速摄影图,发现下游凹腔在点火初期的作用不大,但是对于稳定燃烧和火焰前传有重要作用.

关键词：超燃冲压发动机煤油等离子体火炬点火火焰传播