高溫云紋干涉法測量流體溫度場的研究畢業(yè)論文-wenkub.com
2025-06-24 16:58 本頁面
【正文】 由于作者水平有限，加之實驗條件的限制，論文中的不足或錯誤之處懇請各位老師和同學(xué)指正。在大學(xué)的四年生活和學(xué)習(xí)中，我收獲很多。3. 利用matlab軟件處理云紋圖像，得到了莫爾條紋的纖相位變化，并用此相位變化推導(dǎo)出溫度場的變化，證明了該實驗原理的可行性。莫爾偏折法利用光線穿過兩個等節(jié)距的光柵產(chǎn)生莫爾條紋的原理，由莫爾條紋的位移量來計算光線穿過熱流體時產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角，從而獲得流體的折射率變化，由此可獲得流體的溫度場分布。由又第二章的理論基礎(chǔ)上再現(xiàn)了溫度場T(x,y)的推倒過程。=125時，莫爾條紋的相位變化最大，并取Y=。利用CCD采集前后的圖樣，經(jīng)過圖像處理就可以簡單得到條紋的相位變化曲線，再由第二章提到的推導(dǎo)過程就可以得到待測區(qū)域溫度的變化，從而測得物體的溫度。表明莫爾偏折法對光線偏折角具有很好的放大作用，也證明了莫爾偏折法測量流體溫度場的可行性。由（2－18）式可知，光束偏折角與莫爾條紋相位變化之間的關(guān)系為，其中是（228）式中的復(fù)數(shù)的復(fù)角。 如前所述，,對條紋空間分布的影響均小于f0對條紋的調(diào)制，所以(221)式所表征的傅立葉頻譜將有三個頻帶,如圖所示。本文采用對莫爾條紋強(qiáng)度分布傅立葉變換的方法來獲取條紋的相位信息。莫爾偏折法測量微細(xì)尺度對流換熱流體溫度場的數(shù)據(jù)處理過程框圖如圖 28所示。這時光柵的序數(shù)方程為 (212) (213)利用近似，解(212) (213)得 （214）考慮到，上式簡化為 （215）當(dāng)光線沒有通過位相物體時，由（2－10）式 x = lp/θ與（2－15）聯(lián)立得莫爾條紋位移為 (216)偏折角在 xz 軸平面的投影對莫爾條紋位移的貢獻(xiàn)不大。光線透過被測非均勻介質(zhì)后，光線的傳播方向?qū)⑵x原來傳播方向的角度為。從（2－10）式可知條紋間距為 (211) 圖 21莫爾條紋形成機(jī)理的序數(shù)方程法解釋中的幾何關(guān)系圖 22對一級亮紋的序數(shù)方程分析 利用光束偏折產(chǎn)生莫爾條紋位移來進(jìn)行流體溫度場測量的方法稱為莫爾偏折法。在一級亮紋上取一點( x ,y)，為了討論的方便，以對莫爾條紋的形成進(jìn)行細(xì)致分析，被討論區(qū)域放大圖如圖 22所示。光學(xué)偏折法測溫就是通過光線在非均勻場中的偏折角的測量而獲得折射率場，進(jìn)而得到溫度場的。 利用光線傳播的費馬(Fermat)原理可知，光線通過穩(wěn)定的非均勻折射率場時光線的傳播方向會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 氣體，折射率 n 接近于 1，羅倫茨－羅倫茲關(guān)系式可以簡化為格拉德斯通－戴爾（Gladstone－Dale）公式，簡稱 G－D 公式，即 （22）其中 K 為格拉德斯通－戴爾常數(shù)，簡稱 G－D 常數(shù)。為了將云紋干涉法實驗技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電廠主蒸汽管道的蠕變監(jiān)測，鄒大慶等人提出并實現(xiàn)了曲面變形柵復(fù)制技術(shù)，但為工程單位提供了有價值的實驗研究結(jié)果，而且同時也實現(xiàn)了高溫云紋干涉法實驗技術(shù)對于曲面的變形問題的研究，拓寬了高溫云紋干涉法的應(yīng)用范圍。、成功地研究了炭/環(huán)氧纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層板的固化殘余應(yīng)變(125℃)，隨后又成功地研究了新型炭/環(huán)氧纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層板的固化殘余應(yīng)變(185℃)。為了解決陶瓷材料的熱沖擊斷裂和航空發(fā)動機(jī)葉片殘余變形測量以及材料在強(qiáng)激光輻照下的變形測試等新問題，又促使高溫柵向更高的溫度發(fā)展，出現(xiàn)了干法濕法刻蝕金屬和陶瓷材料基體的零厚度光柵(1100℃)，并對進(jìn)一步認(rèn)識材料的斷裂破壞機(jī)理作出了貢獻(xiàn)，也使得高溫云紋干涉法實驗技術(shù)中的高溫柵得到更進(jìn)一步的發(fā)展。在云紋干涉法技術(shù)中，℃的硅橡膠柵開始的，這一耐高溫光柵的應(yīng)用不僅發(fā)展了高溫云紋干涉法實驗技術(shù)，而且將高溫云紋干涉法實驗技術(shù)的應(yīng)用研究帶入了一個新的領(lǐng)域，即高溫細(xì)觀斷裂力學(xué)的研究領(lǐng)域，它成功地揭示了材料高溫斷裂力學(xué)的一部分特征。使高溫位相粗柵的質(zhì)量有所提高。 云紋干涉法應(yīng)用于高溫條件的關(guān)鍵技術(shù)在于研制承受高溫的全息云紋光柵以高溫條件下的變形試件柵復(fù)制技術(shù)。云紋光柵的制作是云紋干涉法的重要內(nèi)容，也是影響和制約云紋干涉法推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。通過調(diào)節(jié)四個反射鏡的角度，可以改變?nèi)肷涞皆嚰砻娴募す馐鴬A角，從而適用于不同試件柵頻率的測量。該光路的缺點是需要一個大準(zhǔn)直鏡和較多的反射鏡，這使得整個光路系統(tǒng)較為龐大、調(diào)節(jié)更為煩瑣，而且大準(zhǔn)直鏡的加工也很困難。 ，從而使得該光路可以同時測量雙方向的位移場。下面簡單介紹幾種典型光路及其各自特點。根據(jù)位移場即可計算出應(yīng)變場。可等價于剛體位移產(chǎn)生的均勻位相差。39。 (12） 其中,為常數(shù)，a為光波振幅。和B的負(fù)一級衍射光波B39。:對稱于試件柵法向入射的兩束相干準(zhǔn)直光在試件表面的交匯區(qū)域內(nèi)形成頻率為試件柵兩倍()的空間虛柵，當(dāng)試件受載變形時，刻制或復(fù)制在試件表面的試件柵也隨之變形，變形后的試件柵與作為基準(zhǔn)的空間虛柵相互作用形成云紋圖，該云紋圖即為沿虛柵主方向的面內(nèi)位移等值線，并提出了類似于幾何云紋的面內(nèi)位移計算公式: (11) ，對建立有關(guān)云紋干涉法的一些基本概念是有幫助的，能夠滿足一般實驗現(xiàn)象及實驗結(jié)果處理的要求。 云紋干涉法的基本原理云紋干涉法在其發(fā)展歷史上先后出現(xiàn)了兩種解釋，即基于空間虛柵的解釋與波前干涉理論。云紋干涉法是以試件表面的高靈敏度云紋光柵作為變形的傳感元件的，因而高質(zhì)量的高靈敏度云紋光柵及其復(fù)制也成為該方法推廣應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。高溫云紋干涉法測量流體溫度場的研究畢業(yè)論文目 錄1 高溫云紋干
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