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双光栅成像特性研究开题报告

 2022-01-08 09:01  

全文总字数:2713字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

现阶段在航天航空和现代化武器等军事领域越来越多的涉及到流场的测量问题。在测量的实际过程中,往往会在几千度甚至上万度的环境下测量;相关研究涉及到热力学、流体力学、气动力学、等离子体物理学等多种学科内容,学科综合性强和测量技术难度大成为复杂流场测量的主要重点与难点。使用莫尔层析的方法检测流场的各项状态有着记录精确、抗干扰能力强、瞬时记录场状态、仪器稳定性高等优点。因此,莫尔层析检测的方法对于研究复杂流场方面有着至关重要的指导意义。研究莫尔层析技术,其核心技术为双光栅成像,即莫尔条纹的的特性研究。研究双光栅成像特性对莫尔层析技术的发展有着重要的意义。目前莫尔条纹的讨论还主要集中在相同光栅周期的光栅所产生的图像,而对于选取不同光栅周期的两片光栅对成像的影响还没有被考虑到。论文设计的目的为研究任意两片光栅对所成图像的影响。

国内外研究现状

随着航空航天技术的发展,人们对飞行速度、稳定、安全有了更多的要求,其中就涉及到风洞检测。使用莫尔层析的方法检测风洞的各项状态有着记录精确、抗干扰能力强、瞬时记录场状态、仪器稳定性高等优点。[1]莫尔层析检测的方法对于研究此类复杂空气流动场方面有着至关重要的指导意义。在测量的实际过程中,往往会在几千度甚至上万度的环境下测量[2,3];相关研究涉及到热力学、流体力学、气动力学、等离子体物理学等多种学科内容,学科综合性强和测量技术难度大成为复杂流场测量的主要重点与难点[4]。采用传统的接触测量方法存在许多缺点:干扰被测场的分布;只能进行点测量,而不能进行全场的测量;不能进行瞬时测量[5,6,7]。光学测量的方法本身具有非接触,无干扰瞬时测量等优点[8,9]。现阶段关于双光栅成像系统的研究还主要集中在对相移的讨论[10]。i.amidror用光谱研究云纹现象,发现横向移动一个或多个光栅发生相移[11]。m.kujawinska对双光栅系统进行了关于相移方面详细的研究[12]。

本论文目的是讨论在选取任意两片光栅时,光栅常数的范围满足什么条件时可以获得稳定的莫尔条纹,为实际流场检测提供相关理论基础。

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2. 研究的基本内容

a. 现阶段形成莫尔条纹一般是通过两片相同的光栅成像得到的,在选取光栅常数不同的两片光栅进行成像时,由于滤波难度过大,难以得到稳定的,适合测量的图像,所以进行对光栅常数的选取范围的讨论和分析。

b. 首先通过对频谱进行分析,讨论能够成功滤波得到稳定图像所选取的两片光栅光栅常数的范围。

c. 对相同光栅常数的两片光栅进行成像,得到传统意义上的莫尔条纹。然后对不同光栅常数的两片光栅进行成像,通过滤波得到所成条纹。

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

    1. 查阅相关文献 ,了解莫尔条纹的形成机制,滤波的方式与条件等的相关内容。2017年11月份完成;

    2. 在了解莫尔条纹形成的形成机制原始理论的基础上,计算分析要形成稳定的,适合光学测量的莫尔条纹,两片光栅常数之间的可能关系。2017年12月份完成;

    3. 论文研究计划:

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      4. 参考文献

      [1]tianze lee,maotian,journal of shandong insticute of technology15.5(2001)

      [2]yang song, yunyun chen, anzhi he, and zhimin zhao. opt. 17. 22 (2009).

      [3]yang song, yun yun chen, anzhi he, and zhimin zhao. j. opt. soc. am. a .26. 4 (2009).[4]y. song, y. chen, a. he, and z. zhao, opt.express 17, 20415(2009).

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