针对目前临床上监测生命体征设备的不便携带、接触人体等问题实现了一种将红外热成像仪作为信息采集设备，通过分析人体面部血管模型及鼻孔位置温差变化得到心率值和呼吸信息的方法。首先对获取的热像图序列提取前景目标以缩短在整幅图像中进行人脸检测的时间，再利用各向异性扩散滤波法增强感兴趣区域内血管位置的对比度，并利用形态学处理获得人脸血管部位的灰度均值形成初始心率信号。最终通过趋势消除、小波阈值去噪方法去除时间序列中的趋势项和随机噪声获取最终的心率波形图和动态心率、呼吸值。与医院专用设备对比试验得出该方法可控制心率误差小于 4%，平均的均值误差为d＝0.718次/min。呼吸误差在 1次/min内，具有较高的准确性和鲁棒性，能够满足实际需求。

为了改善热红外图像的增强效果，本文提出了一种基于改进的直方图裁剪方法的热红外图像增强算法。该算法核心是确定热红外原始图像与传统的直方图均衡化图像的直方图 bins中像素点的数量差，再根据范围准则，将计算出的不同 bins的差值划分为不同的区块。然后重新分配直方图，确定变换函数，得到增强后的热红外图像。该算法是一种改进的全局直方图均衡化方法，在对比度增强、直方图形状和细节信息之间可以做到较好的平衡。本文算法的峰值信噪比、结构相似度和均方误差的平均值分别为 27.5、0.923和 0.59，均优于其他算法，实验结果表明，该方法能有效增强热红外图像。

基于纳秒高功率激光辐照高原子序数靶材产生的等离子体M壳层X射线辐射, 利用椭圆柱面晶体谱仪进行薄膜单晶Si样品的K边X射线吸收近边结构谱(XANES)静态实验研究；通过详细介绍实验方案, 分析椭圆柱面晶体谱仪的原理, 得到谱仪的位置-能量色散关系, 并对Au、Lu、Yb、Dy、Ta、Co 这6种靶材产生的等离子体X射线光谱进行比较。结果表明：通过比较这6种靶材产生的等离子体X射线光谱后发现, 在Si的K边(1839 eV)附近, Lu、Yb、Dy靶材的激光等离子体M壳层辐射相对其他几种靶材具有较高的光谱亮度, 对应的XANES的信噪比较好；实验获得的XANES与FEFF9.0软件计算结果基本符合, 验证了单发获得的静态实验数据是可靠的。

数值模拟研究了高速气流作用下激光加热金属平板温度场.流体控制方程为三维雷诺平均Navier-Stokes方程,固体控制方程为能量方程,湍流粘性系数求解使用k-ε两方程模型.采用流固耦合计算方法,使用两相流模型模拟气流对烧蚀物的剥蚀,较完整地模拟了激光辐照金属材料的物理变化过程,计算得到了不同气流速度下金属平板的温度分布以及烧蚀形貌.分别使用两相流方法和动网格方法对高速气流作用下激光对金属板的烧蚀效应进行了计算,结果表明,两相流方法与动网格方法都能较好地模拟高速气流作用下激光加热金属平板的温度响应,由于两相流方法能够较全面地模拟对流换热、熔化与凝固过程以及金属液体在气流冲刷下的动力学过程,因此能获得比动网格方法更为合理的物理图像.

建立了基于流固耦合的高超声速飞行器舵面结构在激光辐照下静气动弹性模型, 流体控制方程为三维雷诺平均N-S方程, 分别采用了中心格式和AUSM+up格式对粘性项和对流项进行空间离散, 时间推进采用了高斯-塞德尔隐式推进方法, 湍流粘性系数求解使用Menter SST模型。利用冯·卡门研究所高超风洞实验结果对模型进行了校核, 预估了激光辐照对高超舵面的热力影响。结果表明, 气动力/热计算模型与实验数据符合较好, 能够准确模拟高超飞行器的热力参数, 根据模型外推结果, 激光在较低功率下加热高超飞行器舵面可能导致舵面材料弹性模量大大降低, 继而发生弯曲发散而折断, 高超飞行器可能因此发生气动失稳而坠毁。

研究了局域能量脉冲注入条件下高超声速进气道流场的扰动情况。数值模拟采用三维雷诺平均N-S方程，分别利用ROE格式和二阶中心格式对对流通量和粘性通量进行离散处理；用高斯-赛德尔隐式格式对方程进行时间推进求解，采用k-ε两方程模型用于湍流的数值模拟。开展了高超风洞平板流场能量注入实验，获取了高速纹影图像，并对实验结果与计算结果进行比较。研究表明，能量注入产生的冲击波能与高超流动产生的斜激波发生强烈干扰，脉冲能量的引入可能引起高超声速进气道流量俘获率产生剧烈震荡，从而导致进气道流场的性能急剧下降。

基于Grady能量破坏准则,结合固体动态断裂碎块尺寸分布规律研究结果,提出了材料微层裂破碎颗粒质量分布改进模型,并对强激光加载下锡的熔化破碎实验进行了理论计算。研究显示,理论计算的锡的微层裂破碎颗粒分布数随直径变化规律与实验结果一致,模型进一步改进需考虑应变率变化等更多综合因素影响。

利用瞬态X射线衍射技术对LiF单晶沿晶向[100] 方向冲击加载的晶格变形进行了诊断研究。实验在神光Ⅱ装置的球形靶上进行, 北四路激光驱动Cu靶获得的类He线作为X射线背光源, 第九路为加载光源, 对大小为7 mm×7 mm、厚300 μm的受激光加载的LiF单晶衍射, 实验获得了LiF单晶晶面(200)压缩和未压缩状态的衍射信号。实验结果表明: LiF单晶在激光沿[100] 方向冲击加载下, 晶格发生了弹性变形, (200)晶面间距变小, 衍射线上移, 晶格压缩量为11%; 该瞬态X射线衍射技术可用于冲击加载下的微观动态响应特性测量。