为了解决单光程纹影系统在高马赫数、低静压流场显示中灵敏度低的问题, 研制了国内首套最大口径为Φ900 mm的双光程纹影系统。与单光程纹影系统相比, 双光程纹影系统具有更高的灵敏度, 能提供更多的流场细节, 能拓宽纹影技术的应用范围。通过用LED四色光源代替常规的彩色刀口、增加补偿透镜、优化照相物镜和精细调节LED四色光源, 较好地消除了试验流场重影。通过增加入射光阑, 有效减弱了试验流场中出现的光源光斑。对单光程纹影流场图与双光程纹影流场图进行了比较。在马赫数Ma=10、试验总压为2.0 MPa、试验总温为1 100 K、攻角为0°~15°试验条件下, 通过双光程纹影系统, 获得了大钝头模型清晰的试验流场图像。最后分析了双光程纹影技术的优缺点及改进方向。

燃烧场的流场诊断研究, 有利于燃烧室的结构设计和燃烧状态的组织。研究主要采用激光纹影/阴影和差分干涉方法显示燃烧场的波系结构,并用羟基平面激光诱导荧光（OH-PLIF）方法诊断燃烧边界和核心燃烧区域, 得到了清晰的燃烧场波系显示结果和燃烧情况的PLIF显示结果。将差分干涉/激光阴影和PLIF方法结合, 可以考察波系结构与燃料燃烧的关系。研究采用了一种新型消相干技术的激光纹影, 可以像常规纹影一样用刀口切割光源像, 不会产生明显的激光散斑和衍射现象; 同时在工程上将波系结构显示和PLIF进行同步诊断, 也是比较有意义的工作。该工作对于超声速燃烧流场的研究具有参考意义。

等离子体激励器电极组相位不同便产生多相等离子体气动激励, 建立了粒子图像测速仪流场参数测试系统, 利用粒子图像测速仪技术,研究了非对称布局等离子体气动激励诱导空气流动特性, 分析了多相等离子体气动激励对诱导空气流动速度的影响。结果表明：粒子图像测速仪流场测试系统能够准确地反映等离子体气动激励诱导空气流动的流场空间结构, 等离子体气动激励诱导空气流动是平行于激励器的近壁面射流, 多相等离子体气动激励能够增大等离子体气动激励诱导气流速度, 或者使等离子体气动激励影响流场区域增大。粒子图像测速仪系统是深入研究等离子体气动激励的流场结构最佳的方式之一。

设计并实现了一种平面反射双光程结构的阴影系统,该系统在减小了尺寸的同时还提高了观测的灵敏度;采用直接成像的方法,降低了系统噪声,提高了自动化程度.结果表明:该系统可以清楚地显示小到1.0×10-6 g/cm4的密度梯度变化,可在海洋内波动力学研究中,对实验室中模拟内波的形态结构进行观测,满足试验场地受限的情况下大尺寸内波密度场的观测需要.

用傅里叶光学方法从理论上分析了带有滤波器的相干性莫尔偏折法的测量原理,把这种方法用于真实火箭燃气射流冲击场的实验研究.获得了真实火箭燃气射流冲击流场莫尔偏折图.解决了长期以来无法拍摄到高温、高速、强振动冲击、强火焰光的火箭射流流场图像问题.

本文根据Fourier光学和衍射散射理论分析了火箭燃气射流中Al2O3颗粒衍射散射对莫尔偏折图的影响,从实验上研究了Al2O3颗粒衍射散射造成莫尔条纹模糊的现象。实验结果表明,对Al粉含量较低(3%～8%)的固体推进剂,莫尔偏折法能够用于其燃气射流场的显示。

本文介绍了一种新型横向剪切干涉仪的工作原理。该干涉仪使用Twyman-Green干涉仪作为分束器,光栅作为检测元件,并利用实时Moire差分法消除干涉仪的系统误差。这种干涉仪的优点在于灵敏度可调,抗振性强,易做成大口径。利用这种干涉仪检测超高音速风洞中的流场和真实火箭燃气射流,取得了一些重要结果。

本文介绍了利用大口径、高灵敏度莫尔偏折法达得了大口径(φ500mm),高超音速(M=10.29)激波风洞中非对称流场的多方向莫尔偏折图;提出了一种基于对莫尔偏折角积分和双三次多结点插值样条有限级数展开的非对称流场三维再现方法,定量地计算了这种非对称流场的三维非对称流场的三维密度分布.