Лазерные доплеровские методы измерения скорости нестационарного движения конденсированных сред

• Автор: Наумов, Игорь Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 149 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 РАЗВИТИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЛАЗЕРНОЙ ДОПЛЕРОВСКОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
1.1 Структура автоматизированного лазерного измерительного комплекса
1.2 Широкоапертурный прецизионный фотопреобразователь для фотометрических методов измерения параметров движущихся сред
1.3 Полупроводниковый лазер - многофункциональный источник когерентного излучения
1.4 Организация интерфейса автоматического ЗБ позиционирования измерительного объема ЛДИС
1.5 Обработка доплеровских сигналов и выделение доплеровского сдвига частоты при нестационарном движении потока цифровыми методами
Выводы по Главе
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКРУЧЕННЫХ
НИЗКОСКОРОСТНЫХ ПОТОКОВ ОПТИКОЛАЗЕРНЫМ МЕТОДОМ
2.1 Стенд для генерации устойчивого течения с заданными параметрами
2.2 Визуализация структуры закрученных потоков методом "лазерного ножа"
2.3 Экспериментальный комплекс на основе ЛДИС для измерения скоростей закрученных потоков
2.4 Компьютерная обработка доплеровских сигналов в лазерном измерительном комплексе для исследования закрученных потоков

2.5 Экспериментальные результаты исследования
закрученных потоков
Выводы по Главе
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗНАКОПЕРЕМЕННОГО ДВИЖЕНИЯ СВЕТОРАССЕИВАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ МЕТОДАМИ ЛАЗЕРНОЙ ДОПЛЕРОВСКОЙ АНЕМОМЕТРИИ
3.1 Схемотехнические решения, направленные на расширение функциональных возможностей ЛДИС для исследования нестационарного движения
светорассеивающих поверхностей
3.2 Стендовые испытания лазерного измерительного комплекса для исследования знакопеременного движения светорассеивающих поверхностей
3.3 Лазерный измерительный комплекс для исследования кинематических характеристик гидропневматического молота М10К
3.4 Экспериментальные результаты исследования кинематических характеристик молота М10К и методы обработки данных
Выводы по Главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Развитие бесконтактных методов измерений кинематических и структурных параметров конденсированных сред связывается с возможностями оптики, лазерной техники и современных систем обработки информации [1-20].
Нестационарность кинематичеких характеристик присуща подавляющему большинству течений в природе и технических устройствах. Проблема изучения нестационарного движения является одной из центральных для гидро- и аэродинамики, метеорологии, энергетики и т.д. Сложность нестационарного движения, трудности, связанные с его математическим описанием и моделированием, обусловливают особую важность развития экспериментальных методов исследований [21-31].
Измерительные технологии, основанные на методах лазерной доплеровской анемометрии (ЛДА), наиболее эффективны при исследованиях кинематики нестационарного движения конденсированных сред. В числе их преимуществ: высокое пространственное и временное разрешение, отсутствие механических возмущений исследуемой среды, возможность формирования зондирующего светового поля с заданной геометрией и широкий диапазон измеряемых скоростей [26-46].
Исследования нестационарных потоков требуют комплексного подхода, включающего визуализацию и измерение скорости методами ЛДА. На практике, измеряя скорость нестационарного движения, динамику явления можно анализировать только по конкретным реализациям процесса. Это накладывает ограничения на возможность исследования нестационарного движения для различных временных масштабов. В ряде сложных явлений (закрученные потоки, импульсное знакопеременное движение светорассеивающих поверхностей и т.д.) исследование нестационарного движения с ис-

Рис. 1.8. Начальный дрейф темнового напряжения на выходе
фотоприемника.
По оси X - время в секундах, по оси У - напряжение в милливольтах
Рис. 1.9. Амплитудно-частотные характеристики фотоприемника.
По вертикали - относительный коэффициент передачи в [дБ]. Показаны характеристики: 1 - без нейтрализации (большой сигнал), 2 - без нейтрализации (малый сигнал), 3 - с пассивной нейтрализацией (в режиме
большого сигнала)