1 军事医学科学院 放射与辐射医学研究所，北京 100850
2 国防科学技术大学 光电科学与工程学院， 长沙 410073
实验研究激光对液体贮箱的辐照效应时，需测量贮箱内液体的流动状态。当壳体温度不超过液体的饱和温度时，贮箱内液体为自然对流形态。利用粒子图像测速（PIV）技术，搭建了二维数字PIV系统，实现了液体平面内的速度场测量。采用粒径1~5μm、密度1.05g/cm3的空心玻璃微珠微粒做为示踪粒子；利用532nm连续波激光器和三个平凸柱透镜构建了片光系统；采用装有微透镜阵列的CCD相机记录粒子图像；利用互相关算法处理粒子图像计算速度场。将此技术应用于激光辐照液体贮箱实验之中，实验结果与数值计算结果相符较好。
激光与物质相互作用 粒子图像测速技术 液体贮箱 自然对流 laser-matter interaction particle image velocimetry liquid tank natural convection
1 军事医学科学院 放射与辐射医学研究所, 北京 100850
2 国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
利用激光辐照靶目标时,被辐照部位可能是液体贮箱。通过实验测量与数值模拟的紧密结合,揭示了液体处于自然对流状态时激光辐照下贮箱侧壁温升及液体速度场的演化规律。结果表明：激光辐照初期,铝板中心温升率较高；随着壁面附近液体温度的升高,光斑附近速度边界层内的最大流速增大,传热强度亦增大,导致铝板温升率降低；当铝板吸收的激光能量能够基本被水的对流带走时,铝板中心的温升率趋于零。
激光与物质相互作用 液体贮箱 自然对流 粒子图像测速 laser-matter interaction liquid tank natural convection particle image velocimetry 强激光与粒子束
2015, 27(12): 121006
1 军事医学科学院 放射与辐射医学研究所, 北京 100850
2 国防科学技术大学 光电科学与工程学院，长沙 410073
根据质量守恒、动量守恒及能量守恒原理，建立了自然对流情形下激光辐照液体贮箱的理论模型。通过方程分析法，导出了该问题的尺度律，在此基础上给出了激光辐照液体贮箱的缩比方法，并对一组实例进行了数值计算，得到了缩比模型与原型结果完全相似的结论，模拟结果证明了该问题尺度律的成立。为验证理论模型与数值求解的正确性，本文还针对小尺度模型进行了实验研究，数值模拟结果与实验测量结果符合较好，表明理论模型可靠有效。
激光与物质相互作用 液体贮箱 自然对流 尺度律 laser-matter interaction liquid tank natural convection scaling law 强激光与粒子束
2015, 27(9): 091003
