为实时了解船闸人字门长期满负荷工作可能带来的结构安全问题,提出了一种基于光纤光栅(FBG)传感技术的人字门结构形变在线监测方法。通过对人字门结构进行建模与仿真,弄清门体整体受力分布情况;根据受力分布情况,在人字门上布置若干光纤光栅倾角传感器,实时动态监测门体各部位倾斜角度;将动态倾角变化量转化为结构形变量,建立门体拱度与各点形变量之间的映射关系。结果表明,光纤光栅倾角传感器具有良好的重复性,能够准确反映闸门开、关运行过程;所监测门体最大受力区域为门底枢止水附近,最大拱度在0.1°以内,最大形变量在7 mm以内。

针对圆转矩垌收扩喷管徘收敛段截面面积沿轴向徘变化规律进行了优化设计，得到了 4种圆转矩垌收敛段模型，与相同徘矩垌扩张段相匹配，垌成 4种圆转矩垌收扩喷管模型，对其气动、缔热与红外辐射特征进行了数值研究。得到如下结论：收敛段截面积沿程变化规律对喷管气动与红外辐射特性影响明显：按照前友后缓规律设计徘喷管红外抑制效果较差，按照维托辛斯基公式以及缓友相当规律设计徘喷管略有增强，而按照前缓后友规律设计徘喷管则最佳。这是因为在模型 C中随着收敛段截面积沿程收敛速度较快，壁面压力峰值减小，出口旋流增强，尾喷流掺混增强，尾喷流高温区长度减小，尾喷流和喷管红外辐射强度分别降低 19.2%和 20.6%。

甘肃河西走廊土地荒漠化严重影响了当地居民的生产生活环境, 高光谱遥感技术是荒漠化土地退化程度、 土地类型识别、 遥感反演等的重要研究手段, 以河西地区荒漠化土地为研究对象, 分析其光谱特征与植被退化程度、 植物类型、 季节变化等的关系, 探讨河西地区荒漠化土地的光谱特征。 主要结果有: (1)当植被覆盖度小于20%, 同一类型不同退化阶段的植被光谱对沙地光谱的影响很小, 沙地光谱反射率与裸地接近, 尤其当植被盖度小于10%时, 沙地与裸地的光谱曲线几乎重合, 仅从植被景观很难反映出土地的沙化程度。 (2)不同的植被类型对沙地光谱的反射率有一定的影响, 以白刺为建群种的沙地光谱反射率较高, 其次为梭梭沙地, 多枝柽柳沙地相对较低, 植被不同演替阶段下指示性植物的沙地光谱可以反映土地的沙化过程。 (3)在植物生长季, 沙地光谱反射率受土壤、 植物含水量及植物物候期的影响, 8月—10月高于其他月份, 7月最低, 沙地光谱波形曲线的季节变化规律可以反映出沙地土壤含水量的变化。 研究结果对荒漠化土地遥感监测中土地沙化程度判定、 季节信息提取、 植被覆盖度估算等提供研究基础。

荒漠植物长势、 变化、 演替是反映荒漠地区生境状况的重要指标。 目前荒漠植物监测与光谱研究多基于定时采样数据, 波谱时序动态研究相对薄弱。 荒漠植物光谱因受时间尺度影响, 常引起辨识误差。 将荒漠植物中最具代表性的灌木——柽柳、 白刺、 梭梭作为样本, 旨在揭示三种荒漠植物光谱生长期变化规律及种间动态分异特征, 为荒漠植被空间遥感辨析奠定基础。 实验选取旺盛植株采集生长期内(5月—10月份)光谱数据, 对不同月份植物光谱曲线分析比较并剖析机理, 得出荒漠植物生长期光谱特征变化规律及其物候现象对应波谱表现。 结论指出: (1)三种荒漠植物反射率曲线总体特征均符合绿色植被波谱规律, 可观察到较明显的12峰谷分布, 红边斜率与面积从大到小分别为: 梭梭、 柽柳、 白刺。 其光谱曲线峰谷幅度值相对较小, 且变化较快, 红边参数表现活跃期分别为柽柳8月、 白刺10月、 梭梭9月。 (2)荒漠植物的光谱变化与植物本身物候特征、 气候变化植物响应密切相关。 光谱特征在可见光波段与营养期、 花期、 落叶期有一定响应关系; 近红外波段与结实期、 休眠期、 降雨情况相关; 短波红外波段与营养期、 落叶期、 降雨状况呈现关联性。 (3)7月份三种植物的生长状况差异光谱曲线表现为: 衰败植株地物光谱反射率可见光、 短波红外波段呈高反射, 近红外波段反射减弱, 趋近于土壤光谱反射率曲线。

针对水下遥操作作业时目标深度定位及水下复杂环境成像困难的问题, 利用基于相机阵列的信息获取系统, 使用基于深度的集成成像三维重建算法及相邻像素灰度方差评价函数, 实现了一次处理可同时实现有遮挡情况下目标的深度估计及清晰成像。应用LabVIEW软件编程建立了CCD相机自动扫描阵列成像系统, 对存在遮挡物的水中目标场景进行成像及深度重建实验, 场景中位于不同深度的3个独立目标重建深度值与实际深度值的误差分别为0.21%、1.26%和1.34%。实验结果表明, 应用该方法仅需一次重建即可去除遮挡物, 并获得目标的深度值。

本文针对涡扇发动机，设计了等进口、出口面积，等长度的轴对称、矩形与S 弯收敛喷管（出口宽高比W/H＝4），在相同的内、外涵进口、出口参数下，数值分析了其流动、换热与红外辐射强度分布特性。比较得出，S 弯喷管在矩形喷管基础上，进一步强化了二次流流动，增强了掺混，使得热喷流温度衰减增强；S 弯壁面对进口高温部件形成有效遮挡，有效降低了红外辐射强度。水平探测面上，不同喷管红外辐射强度分布相似，S 喷管量值最小，而在垂直探测面上，S 弯喷管最大值出现高度角为20°时，这是由于尾喷流的向上偏转导致的。相比轴对称喷管，在喷管正后方，矩形喷管红外辐射强度降低23.1%，S 弯喷管降低89.7%。

设计了相同进出口面积、长度条件下的轴对称、矩形以及S弯三种收敛喷管, 在相同气动条件下进行对比试验研究, 测试其水平与垂直平面上的红外辐射强度特征分布, 分析不同探测面上轴对称喷管、矩形喷管与S弯喷管的红外抑制效果随方位角与高度角的变化规律。结果表明, 在水平探测面上, 三者变化规律相同, 红外辐射强度均随方位角增大而减小, S弯喷管红外抑制效果最好; 而在垂直探测面上, S弯喷管红外抑制效果依然最好, 在上方探测面, S弯喷管红外辐射强度随高度角先增大后减小, 在高度角为10°时红外辐射强度最大, 在喷管正后方, 相对轴对称喷管, 矩形喷管与S弯喷管红外抑制效果分别达到35.2%和80.2%;

集成成像技术重建分辨率的表征方法对集成成像系统性能的优化及评价具有重要的意义。根据几何光学原理，考虑数字记录过程中的像素离散化影响，结合元素图像阵列中的同名像素相关性，对同名像素在像空间投影叠加实现三维信息重建的过程进行了深入分析，定义了集成成像技术像空间的横向和纵向分辨率，并研究了其沿轴分布特性。理论分析和实验结果均表明，集成成像技术的横向和纵向分辨率沿轴向呈现不均匀的分布特性。

对发动机中心锥的红外抑制技术开展数值研究，在中心锥上采取气膜冷却技术，比较了不同气膜孔布置形式对冷却与红外抑制特征的影响。外涵低温气流通过支板引入中心锥，在锥体前端形成气膜覆盖，使支板与中心锥壁面得到了有效冷却。研究发现，采用气膜冷却后，喷管腔体壁面温度显著降低，中心锥与支板的壁面温度降低13.5%和14.6%。3～5 μm波段上红外辐射得到有效抑制，喷管正后方最大降低41%，0～30°范围内红外辐射特征得到显著抑制。