第1章 超声速流动显示与测量技术 1
1.1 超声速流动显示与测量的关键问题 2
1.1.1 超声速流动的特征 2
1.1.2 超声速流动对显示与测量技术的要求 4
1.2 基于密度场的流动显示与测量技术 6
1.2.1 阴影方法 6
1.2.2 纹影方法 7
1.2.3 干涉方法 8
1.3 基于示踪粒子的流动显示与测量技术 9
1.3.1 平面激光米氏散射技术 10
1.3.2 粒子图像速度场 11
1.3.3 激光诱导荧光技术 12
第2章 基于纳米示踪的平面激光散射技术 14
2.1 NPLS系统组成及工作原理 14
2.2 定量流场成像系统分析 18
2.2.1 光源 19
2.2.2 相机 20
2.2.3 信号和噪声 22
2.2.4 空间分辨率 24
2.2.5 图像校准 27
2.2.6 示踪物的选择 29
2.3 纳米粒子动力学与光散射性能分析 29
2.3.1 纳米粒子的动力学性能 29
2.3.2 纳米粒子的光散射特性 37
2.4 NPLS系统性能分析 44
2.5 NPLS图像处理基本原则 46
第3章 基于NPLS技术的超声速流场参数定量测量技术 50
3.1 基于NPLS技术的超声速流动密度场测量技术 50
3.1.1 基于NPLS技术的超声速流动密度场测量原理 51
3.1.2 NPLS图像校正 52
3.1.3 密度—图像灰度关系式的校准方法 54
3.1.4 超声速流动密度场测量技术的误差分析 55
3.2 超声速PIV技术 57
3.2.1 超声速PIV系统的组成及工作原理 58
3.2.2 超声速PIV算法 59
3.2.3 超声速PIV测量的误差分析 65
3.3 基于NPLS技术的速度场、密度场同时测量技术 66
第4章 NPLS技术在超声速混合层实验研究中的应用 69
4.1 超声速混合层风洞 69
4.2 超声速混合层流向结构 71
4.2.1 流向涡结构的空间特征 72
4.2.2 流向涡结构的时间演化特征 75
4.3 超声速混合层展向结构 79
4.3.1 展向结构的空间特征 79
4.3.2 展向结构的时间演化特征 82
4.4 超声速混合层增长速度 83
4.4.1 增长速度的测量方法 84
4.4.2 成像技术对增长速度的影响 86
4.5 混合界面的分形特征 88
4.5.1 混合界面的提取方法 89
4.5.2 分形度量方法 90
4.5.3 混合界面分形沿流向的变化特征 93
4.6 超声速混合层密度场结构 94
4.6.1 混合层密度场结构 94
4.6.2 密度场三维近似重构及其光程差分布 95
4.6.3 密度脉动信号频域特征 96
4.6.4 密度场的多分辨率分析 100
4.7 超声速混合层速度场结构 108
第5章 NPLS技术在超声速弹头流场实验研究中的应用 116
5.1 超声速风洞 116
5.2 超声速弹头流场精细结构 118
5.3 超声速弹头流场的速度分布 122
5.4 超声速弹头流场的密度分布 127
第6章 NPLS技术在超声速边界层实验研究中的应用 130
6.1 平板边界层流向结构 131
6.2 平板边界层展向结构 133
6.3 平板边界层特征拟序结构识别 137
6.4 平板湍流边界层速度场结构 141
6.4.1 流向速度场结构 141
6.4.2 展向速度场结构 149
6.5 密度场测量 154
6.5.1 超声速湍流边界层密度场结构 154
6.5.2 湍流边界层速度场、密度场同时测量 157
第7章 NPLS技术在其他典型流动中的应用 161
7.1 激波／湍流边界层相互作用的实验研究 161
7.1.1 激波／湍流边界层相互作用流向结构 162
7.1.2 激波／湍流边界层相互作用展向结构 167
7.2 超声速后台阶流动的实验研究 170
附录 英文缩略词汇表 178
参考文献 180
彩图 192