Institute Of Mechanics,Chinese Academy of Sciences
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Research on the Hydrodynamics of Flapping Wing Propulsion Based on Wall-Modeled Large Eddy Simulation with Immersed Boundary Method (WMLES-IBM)
No full text仿生水下推进技术在水下航行器设计与智能机器制造中具有重要应用前景。本论文围绕仿生推进中的复杂流动问题，重点探索了浸没边界法在复杂水动力学环境中的应用。通过将隐式力法-浸没边界法与大涡模拟相结合，提出了一种新的仿真框架，成功解决了高雷诺数流动、复杂几何形状和动态边界条件下的仿真问题。结合生物仿生学原理，本文深入探索了企鹅等水生生物推进机制的复杂性，还从流体动力学的角度揭示了推力生成、涡流动力学、流场结构以及水下生物运动特征的相互作用，提供了仿生推进系统设计优化的重要理论依据。
本文的的工作分为算法提升和仿生应用两方面，主要内容包括：
算法提升：
• 基于复合线性插值的浸没边界法：在浸没边界法中，固体拉格朗日网格对流体欧拉网格的切割作用会产生不同的切割网格类型，这些差异会影响计算精度和效率。本文在详细分析不同切割网格类型特点的基础上，提出了一种基于双线性和三线性插值技术的复合线性（Multi-linear）插值方法，该方法结合二次多项式修正项，采用较大插值模板来细化原始插值结果，显著减轻了切割网格对收敛速度和计算精度的不利影响。
• 虚拟流动壁模型：仿生推进的复杂几何和运动壁面为高雷诺数壁面湍流模拟提出了巨大挑战。浸没边界法多用于直接数值模拟，无法有效解决高雷诺数下的湍流计算。本研究提出了一种虚拟流动壁模型，用以模拟高雷诺数下复杂流动的边界效应。该方法引入线性切应力假设，通过在模化层外部边界获取外区解析物理量，根据虚拟速度剖面函数获取壁面模化的涡粘系数，进而在壁面附近构造等粘性区，结合浸没边界法实现了粗糙网格下对高雷诺数复杂流动的高效模拟，避免了传统壁面模化方法在复杂几何体下的适应性问题。
仿生应用：
• 顺桨运动对扑翼推进性能的影响：扑翼-顺桨运动是水下仿生扑翼推进的基本运动形式，企鹅的运动是该类运动形式的典型代表。本文建立了高保真二维企鹅翼模型，系统研究了扑翼-顺桨运动模式下的非定常水动力学特性。分析表明，顺桨运动是企鹅扑翼产生推力的主要机制，最佳顺桨幅值能够最大化推力系数，同时使推力和升力与运动周期同步，过大的顺桨幅值则可能导致负推力。在固定斯特劳哈尔数下扑翼幅值的变化对最佳顺桨幅值的确定无显著影响。引入推力角的概念，发现推力角能够有效地反映顺桨运动对推力的决定性作用，为分析和优化扑翼推进性能提供了新的理论工具。
• 高雷诺数下身体与翅膀的交互机制对扑翼推进性能的影响：体翼交互作用是生物体增强自身推进性能的重要机制，但水下扑翼推进中身体和翅膀交互机制的影响尚不明晰。本文进一步建立了高保真企鹅体翼三维运动模型，系统分析了不同雷诺数和不同运动参数下的企鹅水动力学性能，并探讨了身体与翅膀之间的相互作用对推进力生成的影响。研究表明，高雷诺数下流动由粘性主导转向惯性主导，推力增加、负推力区域减小，整体推进效率显著提升。身体模型在扑翼下冲程增强推力而在上冲程削弱推力，因此选用非对称扑翼可能更有利于提高企鹅的整体推进性能。适当的顺桨幅值下，身体模型的存在增强了翅膀的推进力和推进效率，同时，翅膀运动导致的非定常流场也减小了身体受到的阻力。身体和翅膀之间具有推力增益与阻力减缓的双重效应，但身体阻力的减缓占主要地位。此外，身体模型会带来推力不稳定性，该不稳定性随顺桨幅值和后掠角的增加而愈加明显。企鹅的高效推进需要选择合适的顺桨幅值，对于后掠角的考察中未发现其对推进性能的积极影响。</p
Multiphysics modelling of fluid structure interaction using peridynamics
No full text随着飞行速度与飞行高度的增加，流动结构愈发复杂。不规则的气动载荷和 热载荷可能会导致飞行器材料的变形、断裂和失效，进而反过来影响流场的演 化。精确模拟流固相互作用是航空航天工程中面临的巨大挑战。 本文从流体求解器、固体求解器和耦合算法三个角度入手，提出了一套新的 流固耦合算法，用于模拟可压缩流动与可变形结构之间的相互作用。该算法使用 键基近场动力学（Bond-BasedPeridynamics，BBPD）计算线弹性固体的变形、传 热和断裂，使用气体动理学格式（GasKineticScheme，GKS）模拟可压缩流体的 运动。流体域和固体域通过虚拟网格浸没边界法（ghost-cell immersedboundary method，GCIBM）耦合起来，实现流体和固体在同一框架下的共同演化。本文 的主要工作如下： (1) 介绍了近场动力学的基本理论，基于开源近场动力学计算程序开发了 热扩散模块，并对计算程序进行了数值验证。推导了键基近场动力学运动方程 和热扩散方程的控制方程和数值求解格式。利用预置裂纹的平板中裂纹的拓展， 带有裂纹的厚板中的热扩散和热载荷下膨胀的方柱三个算例验证了模型与新开 发的计算程序的正确性，展现了近场动力学在处理裂纹拓展问题时的独特优势。 这一程序为使用键基近场动力学模型进行流固力耦合和热耦合运算打下了基础。 (2) 开发了浸没边界法的程序，将GKS格式与虚拟网格浸没边界法结合起 来，用于流固耦合运算。介绍了气体动理学格式的理论，以及将气体动理学格式用 于可压缩Navier-Stokes方程的数值格式。通过零攻角与10∘攻角下NACA0012翼 型表面的亚声速绕流和超声速圆柱绕流的三个基准案例，展现了本文的GCIBM GKS算法的准确性。 (3) 提出了基于GKS，BBPD和GCIBM的新流固耦合算法，进行了数值实 验。使用气流冲击弹性平板的基准算例验证了计算框架的正确性。将计算框架应 用于气动力导致的材料内部裂纹拓展问题，展现了当前计算框架在气动力载荷 问题下的材料失效问题上独有的优势。还研究了气动热载荷下的材料内部热扩 散问题，展现了流-固-热耦合作用对于流场演化的影响。这些都为进一步开展热 载荷下的裂纹拓展问题以及流-固-力-热全耦合问题的研究打下了坚实的基础。</p
Physics-driven machine learning amorphous polymers constitutive model
No full text非晶态聚合物因其优异的力学性能和可加工性，在工程领域具有广泛的应用前景。为确保其在复杂服役环境下的可靠性，必须深入理解并准确表征其温度-应力-应变率耦合作用下的非线性变形行为（包括压缩和拉伸两种典型变形模式）。这类材料表现出典型的黏弹塑性行为，其力学响应受到多物理场（温度场、应力场等）和加载历史的显著影响。然而，由于实验数据的局限性以及传统本构模型对大量假设和待定参数的依赖，基于纯数学形式的本构建模往往面临参数识别困难、计算效率低下等挑战。人工智能尤其是机器学习技术的快速发展，为解决这一难题提供了新思路。其强大的非线性建模能力和数据驱动特性，为材料本构建模开辟了新途径。本研究基于Anand提出的大变形热力耦合黏弹塑性本构理论框架，提出了物理驱动的机器学习（physics-driven machine learning, PD-ML）本构建模方法。具体而言，通过构建前馈神经网络模型，实现了应力状态、塑性变形历史、温度场和应变率与等效塑性应变率之间的非线性映射关系，从而建立了一套新型的本构模型体系。为快速验证所提模型的正确性和有效性，本研究给出了该本构的一维模型，并基于Python平台开发了相应的一维数值实现程序。主要研究成果可归纳如下：
（1）建立融合机器学习与物理原理的非晶态聚合物热力耦合大变形本构模型。针对聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA），聚碳酸酯（polycarbonate，PC），环烯烃共聚物（cyclo-olefin polymer，Zeonex-690R）三种非晶态聚合物建立了本构模型。该模型严格遵循基本的热力学和聚合物微观结构演化规律，基于有限的一维压缩实验数据进行训练，即可使用本构模型准确捕获非晶态聚合物在广泛温度，应变率范围下的黏弹塑性行为：包括应变率和温度相关的屈服峰；屈服峰出现后的应变软化；由于聚合物链在大应变下的排列，随后的快速应变硬化；大变形下卸载的包辛格效应；塑性耗散导致的温升和软化行为。
（2）实现PD-ML模型与有限元方法的有效联姻。本研究开发了一套 PyTorch-ABAQUS 深度学习与有限元方法结合的框架，将离线训练的前馈神经网络嵌入到材料子程序，可以直接在有限元计算过程中进行神经网络的前馈计算。这不仅继承了机器学习强大的非线性表达能力和准确性，还同时充分发挥了传统有限元计算在多物理场，复杂边界和变形系统的数值模拟优势。
（3）开展复杂边界条件下的本构模型验证。本文使用该本构模型对聚合物在玻璃化转变温度附近的的热压成形，以及室温下的压痕过程进行了模拟，模拟结果与实验相符合，表明模型能够再复杂条件下仍具有较高的准确性和鲁棒性。这一方法也为非晶态聚合物材料的本构建模提供了新的思路。
（4）拓展PD-ML方法在聚合物银纹化行为建模中的应用。针对聚乳酸（PLA 4060D、PLA 3051D）和高抗冲聚苯乙烯（HIPS）三种材料，建立了考虑多轴应力状态的机器学习银纹化本构模型。与传统仅考虑最大主应力的本构模型不同，该模型通过机器学习方法表征银纹应变率行为，成功捕捉了聚合物在拉伸过程中的应力-应变响应和体积变形特征，为聚合物银纹化行为的建模提供了新范式。</p
Evaluation of mechanical properties of sodium hyaluronate hydrogel and development of thrust force measurement system
No full text随着年龄增长，皮肤衰老成为众多爱美人士亟待解决的问题。此外，随着社 会进步和审美水平的提升，越来越多年轻人选择通过医疗美容改善形象。目前， 交联透明质酸制备的软凝胶广泛用于填充因组织老化或损伤导致的皮肤凹陷。并且透明质酸钠水凝胶产品本身的力学性能与其医疗美容效果有较大关联。另外， 医生在实际注射过程中的操作也会对医疗美容效果有较大影响，医生在为患者注射透明质酸钠水凝胶的过程中，反映手感上感觉圆截面推杆要比十字截面推杆省 力，即更易于操控。本论文针对透明质酸钠水凝胶的力学性能和凝胶注射过程中不同推杆推挤力的测量进行了研究。
针对四种商用透明质酸钠水凝胶的内聚性测量问题，提出了一种称为凝胶微柱拉伸法的新评估方法，并采用此方法对凝胶产品的内聚性进行了测量。同时，使用基于标准ASTM F2258-05 的拉伸法和文献中已有的滴重法对相同产品进行了内聚性的评估。之后，将三种方法的评估结果进行了汇总和分析。
采用旋转流变仪，对通针前后透明质酸钠水凝胶的储能模量和损耗模量随频率的变化、黏度随剪切速率的变化、储能模量和损耗模量随应变幅值的变化及屈服应力等流变学性能进行了测试，以探究通针对其流变学性能的影响。同时，对通针前后各项流变学性能的差异进行了计算与分析。
通过在注射器推杆表面粘贴应变片并进行标定，开发了一套凝胶注射过程中推挤力的测量装置。利用该测力装置，实测了医生为志愿者注射透明质酸钠水凝胶时的推挤力时程曲线。基于实测数据，分析了推杆类型对注射推挤力的影响规律，并从力学理论角度探讨了推挤力差异的成因。</p
TDLAS Diagnostics Based on Blended Spectra for Complex Thermochemical Reaction Flows
No full text热化学反应流动广泛存在于多种动力能源系统，对能量转化效率与运行稳定 性具有重要影响。可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）已经被广泛应用于 多个领域的热化学反应流动诊断。然而，面对诊断需求极端化、多维化的发展趋 势，TDLAS 技术在面对由多谱线重叠构成的混合光谱进行诊断时，还面临测量 精度、测量维度、现场部署能力等方面的不足。本文围绕TDLAS技术在复杂热 化学反应流动诊断中的测量方法与极端环境应用展开研究。主要研究内容和结果 如下：
（1）动态波长高精度标定方法
提出基于法布里-珀罗干涉信号线形多尺度特性的非参数逐点（NPP）标定方 法，融合“P标尺”（离散干涉峰标定）与“L标尺”（局部干涉线形映射），实现 复杂调制/非理想调谐场景下亚自由光谱范围（FSR）精度的动态波长标定，构建 动态波长标定结果的不确定度评估方法，绝对频率不确定度评估结果低至 0.00053cm-1（15MHz），接近 DFB 激光器本征线宽极限。实验表明，该方法较传 统参数化方法，在具有相当系统偏差（<3.1%）的情况下显著降低随机误差（标 准差缩减至1/3）， 可为混合光谱解析提供高可靠时频基准。
（2）非均匀流场混合光谱测量策略
针对流场非均匀性与光谱干扰耦合难题，提出混合参数同步优化与线强自适 应高阶近似策略。前者通过联合基线漂移、气体状态参数与谱线积分吸收率，实 现强吸收峰、弱背景光谱及矫正基线信号分离；后者将线强函数通过高阶多项式 近似，建立积分吸收率与流场统计矩（均值、标准差等）的线性关联，避免非线 性优化复杂性，实现流场非均匀特征（平均浓度、平均温度、温度分布标准差） 测量，发展非均匀特征测量不确定度评估方法。实验验证温度测量偏差小于 10 K，谱线需求降低至传统方法的1/3以下。
（3）在极端环境中高频TDLAS系统的开发及应用
面向激波风洞自由流与高马赫数模型发动机燃烧诊断需求，设计开发了两套 高频TDLAS系统： 激波风洞CO2自由流诊断系统：基于空分复用策略与嵌入式光学探头，在同 步进行皮托压力测量/高速纹影测量的情况下，实现CO2主流与H2O污染组分热 化学状态的100kHz同步监测，探明了风洞有效测试时间窗口，为天地差异修正 提供实验支撑。 中红外多维燃烧诊断系统：通过自研光纤耦合分光系统，将中红外光源、标 定系统、光纤耦合系统进行模块化集成，面向混合光谱测量使用改进的三步拟合策略，首次实现燃烧室内H₂O、NO、CO三组分的压力、浓度及平衡/振动/转动 温度参数100 kHz 同步测量，对燃烧室中的化学非平衡（NO/CO分压变化）与 热力学非平衡（振动温度与转动温度分离）进行捕捉，揭示火焰迁移与燃烧振荡 动态特征。
本文研究成果为复杂热化学反应流动的高精度诊断提供了理论方法创新与 工程实践范例，推动了TDLAS技术在高超声速动力测试及污染监测等领域的应 用，为下一代新型动力设计与高焓流动精细化建模奠定技术基础。</p
基于聚焦激光差分干涉(FLDI)技术的高超声速风洞来流扰动特征实验研究
No full text风洞来流扰动是影响边界层转捩的关键因素之一.文章搭建并标定了一套对密度扰动敏感的非介入式聚焦激光差分干涉仪测量系统(focused laser differential interferometry, FLDI),对中国科学院力学研究所的JF8 A风洞开展了风洞来流扰动环境特征的实验研究.实验选取不同马赫数以及不同单位雷诺数的来流条件,通过FLDI的密度脉动测量,得到了较大尺寸激波风洞中自由来流扰动的规律.实验结果表明:在同一马赫数下,随着单位雷诺数的增加,密度脉动幅值逐渐上升,但归一化幅值逐渐下降;在同一单位雷诺数下,马赫数高的状态自由流滚降斜率更加平缓,这表明更多能量保留在更高频段.随着单位雷诺数的升高,密度脉动的归一化均方根值降低,该特征与典型的高超声速噪声风洞的皮托总压扰动水平随雷诺数变化的趋势相同.此外,短时功率谱密度(PSD)分析显示,随着单位雷诺数增加,自由流干扰环境的间歇性降低.本研究为高超声速风洞边界层转捩研究提供了重要的实验数据支撑
基于回声状态网络的空间激光干涉低低跟踪重力卫星数据恢复方法研究
No full text作为低低跟踪重力卫星GRACE任务的后续任务，激光干涉重力卫星任务GRACE Follow On双星之一的加速度计载荷在运行一个月后出现了异常，造成了关键科学测量数据的缺失，同时在GRACE服役期最后阶段也出现了类似情况。由此，加速度计数据恢复技术对GRACE尤其是GRACE Follow On任务探测目标的实现极为重要。本文提出了一种基于机器学习的回声状态网络模型来实现加速度计数据恢复与重建的全新方法。基于回声状态网络模型，构建双星之间加速度计数据的映射关系，并通过贝叶斯优化提高网络性能，可实现对缺失加速度计数据的高精度高效率重建。通过实测数据的实验比对，在重力场探测信号频段，模型预测结果在沿轨道方向和径向两个高灵敏轴可达到（甚至部分频段优于） 10-8 m·s-2/Hz1/2量级水平，在轨道法向低灵敏轴到达10-8 m·s-2/Hz1/2～10-7 m·s-2/Hz1/2水平。这一重建精度达到甚至部分优于GRACE官方数据移植精度，可初步应用于重力场反演，实现低低跟踪任务加速度计高精度数据产品恢复
太极计划星间激光通信测距的伪随机码选取
No full text太极计划拟通过扩频通信技术，在干涉链路的基础上，实现星间的激光通信和绝对距离测量。伪随机码的选取是实现通信测距系统的第一步，需对不同的伪随机码的实现原理、相关性、测距误差函数等进行对比分析。本文首先介绍了m序列、Gold序列与Weil序列的生成原理，并采用不同的硬件结构和方法生成相应的伪随机序列，采用GPS的C/A码作为Gold序列与Weil序列进行比较分析选取。在FPGA开发平台实现用于生成Gold序列和Weil序列的硬件电路，并分析不同硬件实现方法的优劣与资源消耗情况。然后，分别计算Gold序列与Weil序列的相关值及其均方根误差，比较Gold序列与Weil序列的伪随机噪声性能。最后，基于测距原理和激光干涉后的码间串扰现象，构建用于测距的误差函数，与理想的误差函数作对比，分析用不同伪随机码测距的优势和劣势。数据表明：Weil序列相关值的旁瓣值范围为-60.27 dB至-24.01 dB、自相关rms为0.303、互相关rms为0.307，指标均优于Gold序列，消耗的硬件资源为Gold序列的30%，误差函数的偏差值更小。Weil序列更适合于太极计划的星间通信测距需求
Research on the initiation and evolution mechanism of carcass damage in aircraft tires under extraordinary conditions
No full text在飞机起飞和降落过程中，航空轮胎面临着极其复杂的工况条件，其可靠性对飞机起降安全极为重要。尤其是对于超常工况，航空轮胎的损伤破坏以内伤为主，难以及时察觉，这给飞行安全带来了巨大隐患。实现航空轮胎的可靠性预测、有效提升航空轮胎耐久性，已成为目前航空轮胎行业的热点问题。要想实现上述目标，必须对胎体损伤萌生与演化破坏机理有清晰的认识。
然而，航空轮胎由十余种性能不同的橡胶、数以万计的帘线，以及橡胶/帘线界面组成，极端复杂的细观结构使得研究航空轮胎胎体损伤演化机理非常困难。另一方面，航空轮胎在超常工况下的损伤会迅速发展为爆胎，威力极大，很难从破坏残骸中提取到有用的损伤信息，难以锁定造成胎体损伤破坏的准确原因，大大阻碍了我国航空轮胎可靠性的提升。
针对上述问题，本文聚焦超常工况下航空轮胎胎体损伤破坏机理开展研究，阐明了橡胶、帘线以及橡胶/帘线界面的损伤萌生演化机理，揭示了三者的相互耦合作用及对胎体损伤破坏的贡献。主要研究工作包括：
1. 阐明了橡胶在航空轮胎胎体损伤破坏中的作用。基于橡胶应变能密度与橡胶材料疲劳寿命的关系，提出了飞轮实验中评估航空轮胎过考核量的方法，弥补了现有实验标准中的欠缺。其次，针对超常工况胎体内部温度无法测量难题，通过研究橡胶滞回生热对胎体温升的影响，发展了能够高效仿真胎体温度场分布的方法，并在实验中予以验证。基于以上工作，确定了即使施加超常工况等效的应力或应变条件，橡胶材料的疲劳破坏次数仍远高于超常工况下航空轮胎的循环次数，因此橡胶材料的疲劳破坏不是导致超常工况下航空轮胎破坏的主因，橡胶的主要贡献是：滞回生热使胎体局部产生高温，从而引起胎体局部力学性能下降。
2. 揭示了帘线的损伤演化机理及其对航空轮胎胎体损伤破坏的贡献，创新型地发现了帘线层中次生缺陷的存在。本文研究了帘线在不同温度、不同应变率条件下的拉伸、弯曲力学行为，并根据超常工况航空轮胎胎体帘线的实际应力-应变状态，研制了一套针对帘线拉弯、压弯循环加载的实验装置，复现了胎体帘线细观损伤萌生的过程，揭示了超常工况下航空轮胎胎体损伤源于帘线纤维的残余塑性变形所造成的次生缺陷。
3. 阐明了橡胶/帘线界面性能对航空轮胎胎体损伤破坏的影响。通过研究橡胶/帘线界面的损伤力学行为，提出了一种基于国标H抽出实验的界面参数归一化表征方法，能够对不同规格样品界面性能均一化处理，实现了界面性能的准确评价。其次，明确了高温对橡胶/帘线界面性能带来的劣化作用，发展了考虑胎体微结构的子模型分析方法，揭示了超常工况下航空轮胎胎体关键部位橡胶/帘线界面的力学响应规律，阐明了橡胶/帘线界面损伤演化对轮胎胎体可靠性的影响。
4. 揭示了超常工况下橡胶、帘线、橡胶/帘线界面三者的相互耦合作用及对胎体损伤破坏的贡献。通过对超常工况下橡胶、帘线以及界面三者相互耦合作用的研究发现：在拉弯与压弯作用下，帘线的细观结构中先由于纤维塑性产生次生缺陷，这些次生缺陷会使附近橡胶基体应力条件发生明显恶化，标志着胎体微观损伤的萌生；随后在压应变以及层间剪切的作用下，损伤将在帘线层中沿界面轴向与横向大面积扩展，最终导致爆胎。明确了胎体帘线的压应变以及层间剪应变是影响航空轮胎可靠性的关键因素，降低这两者的大小能够提高胎体结构的可靠性。
综上所述，本文主要研究了超常工况下橡胶、帘线、橡胶/帘线界面三者的损伤演化机理及在轮胎胎体破坏中的相互耦合作用，揭示了航空轮胎胎体损伤萌生与演化机理，阐明了橡胶、帘线、界面三者对胎体破坏的贡献。据此，本文提出帘线压应变以及层间剪切应变是影响超常工况航空轮胎可靠性的关键因素。本文工作，可以为航空轮胎可靠性评价以及胎体结构耐久性提升提供科学依据。</p
Experimental Study on Parametric Characterization in Liquid Phase Using Two-Color Laser-Induced Fluorescence
No full text摘 要
在高超声速气流条件下，飞行器将面临严苛的气动热环境，基于液体冷却工质的发汗冷却技术可有效缓解高超声速飞行器表面的气动热负荷。然而，高速气流与液体冷却剂之间的相互作用过程复杂。准确表征液相参数可支撑气液耦合作用机理研究。针对液相参数（如温度、厚度或直径）的测量，本文设计并搭建了温度及压力控制实验平台，发展了双色激光诱导荧光技术（Two-color laser-induced fluorescence, 2c-LIF）,系统研究了单染料和双染料在不同运行参数条件下的吸收光谱、发射光谱以及温度响应特性，获得了液相温度空间分布、液膜厚度以及液滴直径的变化规律。主要研究内容概括如下：
1. 设计了温度控制实验及2c-LIF激光测试平台，选取rhodamine B (RhB) 和sulforhodamine 101 (SRh101)分别作为温度敏感染料和非温度敏感染料，溶于去离子水中。研究了单染料和双染料在不同浓度条件下的吸收光谱特性，以及在不同染料浓度、激发激光能量和溶液温度条件下的发射光谱特性；通过优化荧光光谱波段选择，获得了单染料和双染料不同浓度及混合比条件下对应的温度标定曲线，为后续液相二维温度测量提供数据支持。
2. 为模拟高速气流条件下液体工质在飞行器表面铺展厚度变化，设计了不同深度的微通道装置。通过相机采集不同光学滤光片对应的LIF图像，获得了静态条件下基于微通道装置的温度标定曲线。在此基础上，进一步在加热和制冷条件下，测得了微通道内流场的二维温度空间分布；发展了基于阈值的图像处理算法，以实现固-液界面识别，通过对比实验，验证了基于LIF图像测量的液膜厚度与微通道加工深度数据的一致性。
3. 设计了压力控制实验平台及液滴附着方法，系统研究了不同压力条件下染料浓度、激光能量和温度对单染料和双染料发射光谱特性的变化规律。在此基础上，获得了不同压力条件下的单染料和双染料温度标定曲线，测得了加热过程中的液滴二维温度空间分布以及直径变化规律，简要分析了加热过程中液滴蒸发导致的染料浓度变化对测温精度的影响。</p