激光干涉法在自然对流圆管测温和换热中的应用

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1、分类号TK311密级UDC学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：激光干涉法在自然对流圆管测温和换热中的应用英文题目：TemperatureMeasurementandNaturalConvectionHeatTransferofCylinderusingLaserInterferometry学位申请人姓名：代金梅申请学位学科专业：光学工程指导教师姓名：朱进容（副）、姚育成二○一五年六月分类号TK311密级UDC学校代码10500硕士学位论文题目激光干涉法在自然对流圆管测温和换热中的应用英文题目TemperatureMeasurementandNaturalCo

2、nvectionHeatTransferofCylinderusingLaserInterfermetry研究生姓名（签名）指导教师姓名（签名）职称副教授申请学位学科名称光学工程学科代码0803论文答辩日期2015.06.04学位授予日期学院负责人（签名）评阅人姓名段军红评阅人姓名王文峰年月日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结

3、果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日醒圓圓__

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5、*120120580*硕士学位论文信息备案表小文题11M光1-涉法在自然__皆测温柙换热中的应川芄文题11TcmpcraiurcMcasurcmciUandNatur

6、alConvcclionHealTraiisicrol"CyUnderusuigLaserIntcricroincln[m.^Rfei每f%rr9-号「]20120580绿酬:y,姚賊7位类别aTK:?f-rt�'MIK称汜？i.fii7科代妈(IStl3if阅人1_人1ir^i如丨m〒：论义卞数5>}'Ynv,所作中位i糊人2if阅人2i.m湖北火学^於11ny,所在中位中请保密时ffTj广1毕nm11jdi2015.6.4mmm2(H5.6.8C2年原创性声明木人郑_R卢明：所4交的f:位论文•足本人在导师指导下,独立进行研究工怍所収得的研究成掘，除欠屮小〗丨川的内容

7、外,七论文不鉍含任何其他个人或槊体ii经发表或捵写过的研究成果。对水义的W

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9、叫家灯关部rJ成机构送父论义的w印件和屯j'•版,允作沧文被谊阅和借阅。本人授权湖北丨：业大，nm将木7:W—论t的m部分闪稗编入荇关数据庳进行检索，可以釆用影印、缩印或j描等®制f段保存和7丨学位沦文作者(签名>：指导教师(m摘湖北I:业人7研?£卞院^位办公审制湖北工业大学硕

10、士学位论文摘要自然对流圆管温度检测及换热分析对能源动力和生产安全具有重大的推动作用。激光干涉法将温度场激发的非均匀折射率编码于条纹的光强中，结合Gladstone-Dale关系式，实现从折射率到密度、浓度、温度等的无损全场检测。首先，对比各类干涉法的原理及应用，横向剪切类和全息类的竞争力较强。横向剪切类共光路的结构紧凑，抗振性优良，无需高精度的光学元件，条纹实时输出，条纹是剪切前后的两波面在重叠区的综合效果。大剪切量时则得到完全错开的两个类似于双曝光全息的简单条纹，无需要迭代还原。剪切干涉条纹易受光学像差的影响，出现背景条纹，条纹复杂度增加。双曝光全息干涉在同一全息干板上分别

11、曝光畸变前后的波面，复位再现后易输出直观显示畸变波面信息的无限宽条纹。完全抵消了外界干扰产生的附加相位，只需一张干涉图就能重建畸变波面。综合考虑，本文拟以横向大剪切干涉和双曝光全息为实验手段，检测2种尺寸的自然对流水平圆管温度场。其次，模拟和细化横向大剪切（无待测圆管）纯背景干涉条纹。根据初级像差理论，利用MATLAB软件模拟光学像差和附加相位差对纯背景条纹的影响，验证了实际光学系统中存在的离焦和球差。以入射——出射偏转角为切入点，探讨剪切量对成像复杂度的影响，得出最佳常规偏转角60°。根据图像形态学理