提出了一种基于相位测量偏折术波前检测的三维流场流动显示方法。光线经过流场后的方向偏转反映流场内部折射率变化, 根据逆哈特曼波前检测模型, 通过同时记录多个视角的光线偏折量, 利用迭代反演重建技术对流场进行三维重构。详细介绍了测量原理以及算法, 通过数值模拟验证了高速流场瞬态流动结构的三维重建, 密度场重建误差的均方根误差(rms)约为 0.19kg/m-3, 验证了本方法的正确性。结果表明, 该方法具有非接触式定量测量、精度高、装置简单、成本低等优点, 为实现大视场定量的复杂三维流场密度测量提供理论基础。

在附面层测量中，需对微小尺度的高速气流变化场进行瞬态测量。数字化的干涉测量方法能定量地解算出流场的密度场，是一种重要的应用。介绍了一种共路干涉的环路剪切干涉方法，对震动不敏感，无需参考面，适合附面层测量使用。采用基于空间位相调制的快速算法，配以脉冲激光器和同步控制系统，可实时地对扰流密度场进行定量测量。该系统采集分辨率200 pixels × 200 pixels，采集频率可达每秒1000帧以上。系统的波前重构方法经过计算机仿真，检测结果优于1/20λ。在0.6 m风洞对圆柱体尾部附面层进行测量试验，结果表明，在一定风速下，该系统能抑制振动干扰，显著地区分出圆柱体尾部扰流信号和振动噪声，具有良好的应用前景。

由于闭口式风洞不能有效模拟在大气飞行的引信电机周围的流场，自行设计并建造了超音速射流吹风装置。采用激光双曝光全息干涉技术深入研究超音速射流吹风装置的流场结构并配合引信发电机外部流场的密度定量测量。在拍摄到了比较清晰的密度干涉条纹照片后，还要从图像的条纹中辨识出密度场等值线，才能利用干涉原理计算出当地条纹的密度。对图片条纹进行了辨识处理，并考虑到由于图像曝光程度的不同导致的图像左右部分亮度区别，设计了多重阈值的图像二值化处理算法。经检验，该图像的二值化处理结果与肉眼直接观察得到的条纹有良好的一致性和保真性。在随后处理过程中采用了一种按行的曲线像素搜索算法来细化二值化的干涉条纹，为以后从密度干涉条纹中提取射流密度场的程序化后处理工作打下了基础。若要完全实现密度场的自动提取，还有大量的后续工作有待开展。

提出了一种用光谱层析技术结合数值计算原理来重建等离子束射流温度、密度、压力和速度场的诊断方法．用CCD扫描光谱系统获得谱线强度，通过相对强度法重建温度场；再借助等离子射流有关物理方程来重建其它物理参量．分析了等离子束射流温度、密度、压力和速度场的空间分布特点以及它们之间的内在联系．