强激光大气传输中热晕的仿真研究

采用数值仿真方法,研究了强激光在大气传输中的稳态热晕现象。具体研究了在吸收介质中,横向风以及激光的传输距离对热晕的影响。计算发现,横向风对热晕有抑制作用,风速越大,热晕效应越小,传输距离的增大会使热晕现象增强,传输效率降低。     

聚集高斯波束稳态热晕效应的解析解

在几何光学近似下，利用Helmholze方程，推导了小扰动情况下热晕效应的一般性解析表达式，在近场情况下，得出了聚焦高斯波束稳态热晕效应的解析表达式，并取不同畸变参数进行了计算，结果表明，热畸变参数越大，热晕效应越强。     

序列脉冲激光由地面斜入射空中的热晕效应研究

当强激光在地面以不同天顶角向空中传输时,大气的吸收系数不是常数,利用大气中吸收系数随高度变化的函数,通过内插法得到了中纬度夏季时一定海拔高度下大气的吸收系数,建立了序列脉冲激光在地对空传输的热晕模型.分析了强激光以不同天顶角入射对热晕效应的影响.数值结果表明:当高斯激光束传输同样距离,其他条件不变时,天顶角减小,重心沿逆风偏移程度减弱,峰值光强和桶中功率增大,光束聚焦能力增强,热晕效应减弱;当激光沿海平面水平传输时,热晕效应最强烈.     

角向偏振光束大数值孔径透镜聚焦的偏振开关现象

利用Richards-Wolf矢量衍射积分模型,推导双环角向偏振光束经过环状高数值孔径透镜聚焦后聚焦区域的偏振特性,并用数值计算分析各相关参数的取值变化对焦面光斑的偏振分布的影响.研究表明:双环角向偏振光束经过环状高数值孔径透镜聚焦以后,其光斑内环的偏振方向发生改变;通过控制各相关参数的取值,可以控制聚焦光斑的偏振分布,形成一种可控的偏振开关.     

气溶胶所到热晕的分析

当高能激光穿过大气时,大气中的分子和气溶胶粒子吸热会使大气密度发生变化,从而导致局部折射率变化,由此产生热晕效应.主要分析了热晕效应中气溶胶粒子等效吸收系数以及高能激光的功率问题.     

反射法获取线状光源的方法研究

应用柱面反射镜单向扩展光束方法设计出一种应用于检测钢轨磨耗的激光线光源,这种线光源能够在纵向光强分布和横向光斑宽度上加以控制.文章介绍了这种线激光光源的工作原理、所得线激光的性能及其采取的技术措施.这种线状光源已在济南铁路局总部动态检测钢轨磨耗系统中投入使用,效果良好.     

横向自旋角动量对纳米粒子光操控特性的影响

光场的横向自旋是近年来发现的一种光场新效应,该效应表明光场不仅具有沿光传播方向的自旋角动量,而且还有垂直于传播方向的横向自旋角动量,这一发现为光学微操控提供了一个新的自由度.本文以聚焦的涡旋拉盖尔-高斯光束作为光源,利用偶极近似模型计算了金纳米粒子在该紧聚焦光场中受到的光力和横向自旋力矩,得出金纳米粒子在该光场中的捕获状态,阐明了横向自旋效应对粒子捕获特性的影响,分析了拓扑电荷数、粒子半径、折射率、吸收率等参数对横向自旋的影响.结果表明,在光束拓扑电荷数为零时,纵向自旋能够完全转化为横向自旋.该研究结果在光操控领域具有重要的理论意义和应用价值.     

原位观察MnS对非调质钢拉伸性能各向异性的影响

利用激光共聚焦扫描显微镜原位观察S质量分数为0.065%的非调质钢纵向与横向拉伸过程中MnS的行为,研究MnS形貌与分布对非调质钢各向异性的影响.原位观察表明锻后钢中存在大量长条形MnS,横向与纵向拉伸过程中MnS长度方向与拉力方向取向不同.横向拉伸过程中MnS更易与基体分离产生裂纹,裂纹随MnS长度方向扩展长大,最终导致基体的断裂. MnS在纵向拉伸时不易与基体分离,因此对纵向拉伸性能影响较小.钢中群聚分布的MnS有利于裂纹的聚合长大,会促进基体的断裂.     

焊接结构纵向及横向表面裂纹扩展特性有限元数值模拟

基于有限元方法和两对Paris疲劳裂纹扩展公式,考虑裂纹表层对裂纹扩展的阻碍影响,研究拉伸载荷作用下平板表面裂纹和对接接头纵向及横向表面裂纹扩展特性.结果表明:对接接头纵向表面裂纹在裂纹初始扩展阶段迅速向极扁长型发展,最终形状为扁长型;平板表面裂纹与对接接头横向表面裂纹扩展规律相似,在裂纹初始扩展阶段迅速向极近半圆形发展,最终形状为近半圆形;在裂纹扩展过程中,对接接头纵向表面裂纹长度方向上的扩展快于平板表面裂纹和对接接头横向表面裂纹长度方向上的扩展.     

反射式横向位移光纤传感器

提供了一个在高斯光束几何反射模型下的反射式横向位移光纤传感器接收光强的数值计算方法,可在计算机上对其特性进行设计计算,为该传感器的优化设计提供了一个必要工具.对用62.5/125多模光纤组成的并列反射式横向位移光纤传感器的计算分析结果表明,接收光纤端面处的反射光斑半径在180μm附近时有最大的接收光强和最佳信噪比;反射光斑半径在180~600μm时接收光强对反射条边缘的横向位移或横向振动的动态范围、线性关系和信噪比都较佳;接收光强对反射条横向位移的分布宽度主要取决于反射条的宽度和接收光纤的芯径.     

斜程大气中的热晕效应研究

引入了大气中的吸收系数、风速、大气压强、密度和温度模型,然后利用加权等效的方法对上述参数进行了等效处理,得到了等效热畸变参数,从而把斜程传输下的热晕问题转化为水平传输下的热晕问题,利用该模型进行了理论计算。结果表明,天顶角越大,等效热畸变参数越大,热晕效应越强。计算结果符合理论预期的结果。     

气溶胶所致热晕的分析

当高能激光穿过大气时,大气中的分子和气溶胶粒子吸热会使大气密度发生变化,从而导致局部折射率变化,由此产生热晕效应。主要分析了热晕效应中气溶胶粒子等效吸收系数以及高能激光的功率问题。     

石羊河流域空气传播孢粉的初步研究

为了确定风长距离搬运的孢粉对干旱区尾闾型湖泊沉积物孢粉谱的贡献率，对干旱区典型的小流域--石羊河流域空气中的孢粉进行了分析．石羊河流域云杉树盛花期时，3个样点8个空气样孢粉分析显示，空气样孢粉组合与取样点植被状况大致相当，孢粉组合的空间变化基本上受现代植被分布状况控制，影响空气样孢粉谱和孢粉浓度的因素主要是取样时间和地点．在一定的范围内，干旱区风搬运孢粉的能力很强，可大量地搬运孢粉；但风长距离搬运孢粉的能力有限，超过一定距离，风搬运的孢粉数量还是很小的，风搬运的流域上游森林带的孢粉对中下游地区空气样孢粉谱的贡献率很小．     

影响激光传输因素分析

系统分析了激光在大气中传输时在击穿阈值以内,由于大气汽溶胶的吸收、散射、大气湍流、大气热晕等线性非线性问题对光束控制系统的影响,为激光系统提供指导.     

影响热晕效应中高能激光功率阈值的因素

从理论和数值分析两个方面研究了影响热晕效应中高能激光功率阈值的因素,得到了高能激光的功率阀值与激光束波长的平方成正比,与空气流动速度成正比,与吸收系数成反比的结论.     

影响大型H型钢开坯过程残余应力的研究

利用Deform-3D有限元模拟软件对H型钢开坯过程进行数值仿真模拟。分析得到了不同开坯温度、初始晶粒尺寸和不同轧制速度下的H型钢断面残余应力变化规律。通过模拟结果发现大型H型钢在开坯过程中产生的残余应力主要来源于变形不均。轧制过程中腹板部位变形量大,翼缘仅在轧制表面产生变形,H型钢变形的不均匀性使得其轧后存在很大残余应力。高温开坯轧制较低温开坯轧制轧后残余应力低,增大坯料晶粒尺寸会降低腹板残余应力,但整体残余应力会增加。提高箱型孔轧制速度尺角部位和翼缘边部残余应力明显减小。     

空气渗透计算中风压与热压的叠加作用

分析了风压和热压共同作用时空气渗透的物理过程，由于风压的作用使室内压力升高，使规范方法计算的渗风量值减少，从而提出合理的风压与热压的叠加办法，并将其具体应用于双层窗渗风量的计算中。     

含储能系统及风电的电力系统动态经济调度

风电的随机性和波动性给传统的调度带来困难,为此在模型中引入储能系统,分析了储能系统对含风电的电力系统经济调度的影响,尤其是对系统调峰的影响。将含风电和储能系统的经济调度描述为一个非线性优化问题,建立了一个风电场与储能系统相配合的清洁经济调度模型,其目标函数在传统火电机组运行费用的基础上兼顾了火电的排污成本,寻求经济和环保总成本的最优解,采用粒子群算法对该模型进行求解。通过6机系统算例分析,表明该模型能够有效地控制储能系统的出力;储能系统的引入可明显降低系统的运行费用,尤其是火电机组调峰的费用,且提高了风能利用率。