光线分布对基于TDLAS温度场二维重建的影响-论文.pdf

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1、第43卷第8期红外与激光工程2014年8月Vo1．43NO．8InfraredandLaserEngineeringAug．2014光线分布对基于TDLAS温度场二维重建的影响宋俊玲1,2，洪延姬，王广宇，潘虎(1．装备学院激光推进及其应用国家重点实验室，北京101416；2．中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室，四川绵阳621000)摘要：基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术采用代数迭代算法实现燃烧场温度二维重建。在有限入射光线数目下为获得最佳重建结

2、果，研究了扇形光束和平行光束分布下光线数目、网格数目对温度场重建结果的影响规律。提出虚拟光线方法，通过在相邻光线间增加虚拟光线，减小网格间距以增加网格数目，满足在光线数目较少情况下，实现了较为细致的二维温度场重建。计算结果表明当光线间距与网格间距比在0．6一l范围内时，重建温度场相对均方误差最小。在相同入射光线数目情况下，虚拟光线法可以有效降低重建温度场相对均方误差，提高重建二维温度场精确度。关键词：激光吸收光谱；温度场二维重建；代数迭代算法；光线数目；虚拟光线法中图分类号：TN247；0433文献标志

3、码：A文章编号：1007—2276(2014)08—2460—06Influenceofbeamdistributionontwo-dimensionaltemperaturefieldreconstructionusingTDLASSongJunling。，HongYanji，WangGuangyu，PanHu(1．StateKeyLaboratoryofLaserPropulsion&Applications，AcademyofEquipment，Beijing101416，China；2．Scie

4、nceandTechnologyonScramjetLaboratory，HypervelocityAerodynamicsInstituteofCARDC，Mianyang621000，China)Abstract：Basedontunablediodelaserabsorptionspectroscopytechnique，two-dimensionaltemperaturefieldincombustionwasreconstructedusingmodifiedadaptivealgebraic

5、reconstructiontechnique(ART)．Aimedatachievinganoptimalreconstructionresultwithlimitednumberofbeams，theinfluenceofthebeamparametersandgridnumberontemperaturefieldreconstructionwasinvestigated．Avirtualbeammethodwithvirtualbeamsaddedadjacenttwobeamsandaninc

6、reasednumberofgridswasdevelopedtodescribethereconstructedtemperaturefieldindetailwhenthenumberofbeamswaslimited．Thesimulationresultsindicatethatthenormalizedmeanabsoluteerrorislowwhentheratioofbeamspacingtothegridspacingwasbetween0．6and1．Comparedwithothe

7、rmethods，thenormalizedmeanabsoluteerrorissignificantlyreducedusingthevirtualbeammethod．Keywords：laserabsorptionspectroscopy；two-dimensionaltemperaturefieldreconstruction；algebraicreconstructiontechnique；beamnumber；virtualbeammethod收稿日期：2013—12—10；修订13期：2

8、014—01—25基金项目：国家自然科学基金(11372356)作者简介：宋俊~(1985-)，女，博士生，主要从事近红外光谱流场诊断方面的研究。Emaj1：son舀l@mail．ustc．edu．cn导师简介：洪延姬(1963～)，女，博士，教授，主要从事先进推进技术方面的研究。Emml：hongyanji@vip．sina．corn第8期宋俊玲等：光线分布对基于TDLAS温度场二维重建的影响246收组分跃迁频率相同时，激光能量被吸收，即