为了研究近水面水下爆炸在不同炸药当量下产生的气泡运动对水面形态的影响,运用ANSYS软件，基于ALE算法，建立了水下爆炸气泡运动模型，对水冢形成过程进行研究；在同一水深距离参数条件下，通过对时间参数归一化处理，对不同当量TNT炸药在水下爆炸时形成的水冢形态变化、气泡运动特性和水面波动特征进行分析。结果表明：在水下爆炸过程中，随着水深距离参数的增大，水冢形成类型依次为零碎型水冢、飞溅型水冢、酒杯型水冢和皇冠型水冢，且水冢所产生的空腔半径也在逐步增大，在酒杯型水冢空腔半径达到最大；在相同水深距离参数下，装药量改变对于水冢基本形态的影响较小；随着装药量增大，爆炸产生的气泡脉动第一周期时间增加，形成的水下爆炸气泡半径增大，气泡中心点在竖直方向的位移在气泡第一周期收缩阶段后在逐渐向上运动；随着装药量的增大，皇冠型水冢特征宽度、中心水柱高度呈现增大的变化趋势，产生的水面波动高度也在逐渐增大，水面波动达到最大的归一化时刻也在不断地提前。

根据激光熔覆的温度场理论, 利用ANSYS有限元模拟软件, 模拟了多道熔覆镍基合金上表面的温度场, 重点研究了激光道次间的停顿时间对激光熔覆镍基合金温度场的影响。模拟在不同停顿时间条件下的激光熔覆镍基合金的温度场, 得到每一道初始位置上表面的最高温度值, 以及激光基底和熔覆层交界处不同位置的温度和温度梯度值。模拟结果表明, 在多道熔覆的过程中, 道次间停顿1.5s对比无停顿和停顿1s时熔覆效果好, 并做了相应的实验。实验结果表明, 道次间停顿1.5s时, 熔池深度变小, 熔覆的表面平整度较好, 熔覆质量较高。数值模拟和实验一致性较好, 模拟和实验结果都表明, 停顿时间对多道熔覆镍基合金温度场的影响较大, 研究成果对激光多道熔覆镍基合金选择合适的工艺参数、降低温度梯度、提高多道次激光熔覆质量具有重要意义。

基于离散偶极子近似法(DDA), 对水雾包裹沙尘颗粒的核壳结构光学特性进行研究, 计算了长短轴比例为2∶1的椭球形粒子的核壳结构内、 外层厚度及散射角度变化对光散射特性的影响。 结果表明, 内核大小不变, 外层厚度由1.2 μm增大到4.8 μm, 核壳双层颗粒散射系数和消光系数由3.4和3.43降低到2.543和2.545, 且散射相对强度也明显增大。 外层厚度不变, 内核厚度由0.6 μm增加到2.4 μm, 散射系数和消光系数由3.105和3.111变化为2.76和2.9;可见外层厚度对核壳双层颗粒散射特性的影响更大, 这是由于散射光主要与外层物质相互作用引起的。 散射相对强度随波长的增加而降低, 随核壳结构尺度的增加呈现递增的规律。 该结果对大气中气溶胶和水雾共同作用时的散射特性, 激光在其中的传输特性等研究有参考价值。

以热辐射谱的温度反演为例，介绍了光谱技术在强激光毁伤过程中的应用。利用自制的高速光谱测量系统，实时采集了毁伤过程中的辐射光谱，基于普朗克黑体辐射原理，反演了毁伤区的温度，并应用主成分回归算法，计算得到了毁伤区的温度分布，实现了强激光辐照靶材过程中瞬态温度和温度分布的测量。光谱测量区在200~1 000 nm时，所对应的温度反演为700~6 000 ℃。

响应度R是反映探测器性能的一项重要指标，当探测器被强激光损伤后，光电探测器的响应度将发生改变。设计了一套实时测量探测器响应度的装置，用能量逐渐增加的Nd∶YAG激光辐照PIN光电探测器，获得了探测器响应度与入射强激光功率密度的变化关系。从实验数据可知，探测器被功率密度低于7.6×105W/cm2的激光辐照后不会发生损伤，探测器对532nm参考光的响应度不变；当激光的功率密度超过1.27×106W/cm2时，激光辐照后，探测器对532nm参考光的响应度开始下降，当探测器被功率密度为6.01×106W/cm2的激光辐照后，响应度迅速下降，PN结遭到破坏是探测器响应度下降的根本原因,扫描电镜的结果与我们的分析相一致。

从经典热传导方程出发,建立了单个短脉冲激光作用双层材料的二维轴对称物理模型,在考虑材料热物理参数随温度变化的基础上,采用有限元方法模拟了材料的瞬态温度场,得到了激光作用中和作用后铝-玻璃系统的温度时空分布。数值研究结果表明,在激光作用期间,系统表面的温度分布主要取决于作用激光的能量分布特性,并且金属材料的趋肤效应导致系统在厚度方向的温升范围很浅;在激光作用后,系统内部的热量在热传导作用下从高温区移向低温区,并且厚度方向的温升范围随着表面温度降低而不断扩大,但由于铝的热传导系数比玻璃大得多,所以温升主要停留在铝膜层。

为了比较单一常数吸收率模型、固态和液态吸收率分别为常数的组合吸收率模型以及温度相关吸收率模型对于数值结果的影响,分别采用这3种吸收率模型建立了空间轴对称有限元计算模型,模拟了激光加热铝板的过程,对比了不同吸收率模型下的计算结果,讨论了这几种吸收率模型的优劣和适用范围。结果表明,对于固态和液态均明显存在的加热过程,固态和液态阶段分别为不同常数的组合吸收率模型能得到与使用吸收率温度相关模型很相似的结果,而使用单一的常数吸收率模型与之相比则差别较大;对于加热区域为单一物态的加热过程,使用单一常数吸收率模型与使用吸收率温度相关模型的计算结果有一定的差别,但差别不大。