燃烧场吸收光谱断层诊断技术

TDLAS技术是基于视线效应的测量，测量结果为沿光路上的平均值，不能反映流场的内部信息，然而在实际流场中，沿着光线传播方向存在梯度变化，《装备学院·学术专著：燃烧场吸收光谱断层诊断技术》以TDLAS技术为基础，根据被测流场性质和测量需求，以获得非均匀流场内部信息为目标，通过结合相关测量方法，得到流场温度、组分浓度等一维分布和二维分布结果。
　　《装备学院·学术专著：燃烧场吸收光谱断层诊断技术》系统介绍了TFDLAS测量非均匀流场的基本原理和测量方法，分析了吸收谱线参数、光线数目、光线布局等因素对测量结果的影响，并列举了相关测量和仿真实例，使读者更易理解TDLAS测量流场的相关理论和方法。
　　《装备学院·学术专著：燃烧场吸收光谱断层诊断技术》全书共6章，章为绪论，第2章为激光与吸收光谱基础知识，第3章介绍非均匀流场一维测量方法，第4章介绍滤波反投影算法的流场二维测量，第5章介绍代数重建算法的流场二维测量，第6章介绍二维测量中的光线分布优化方法。

章 绪论
1.1 燃烧流场测量方法
1.1.1 测量方法分类
1.1.2 光谱学测量方法
1.2 激光吸收光谱技术的发展
1.2.1 激光器
1.2.2 分类
1.3 均匀流场诊断研究进展
1.4 非均匀流场一维诊断研究进展
1.5 非均匀流场二维诊断研究进展
1.5.1 基本原理
1.5.2 实验研究
1.5.3 算法研究
1.6 本书梗概
参考文献

第2章 激光与吸收光谱
2.1 激光及传播特性
2.1.1 Gauss光束及传播特性
2.1.2 ABCD定理
2.2 激光与物质相互作用
2.2.1 发射与吸收
2.2.2 谱线
2.2.3 Einstein理论
2.3 分子光谱的线型
2.3.1 Lorentz线型函数
2.3.2 Gauss线型函数
2.3.3 Voigt线型函数
2.3.4 Dicke-narrowing效应
2.4 线型分子的能级结构
2.4.1 线型分子的振动能级
2.4.2 线型分子的转动能级
2.4.3 线型分子振转跃迁的选择定则
2.5 吸收光谱技术
2.5.1 激光腔内吸收光谱
2.5.2 光腔增强吸收光谱
2.5.3 光腔衰荡光谱
2.5.4 傅里叶变换光谱
2.6 吸收光谱的应用
2.6.1 流场温度和组分浓度测量
2.6.2 流场速度测量
2.6.3 谱线选线原则
2.6.4 多谱线测量方案
参考文献

第3章 非均匀流场-维诊断方法
3.1 小二乘法求解温度／浓度非均匀分布方法
3.1.1 形状拟合法
3.1.2 分区法
3.2 小二乘法数值仿真举例
3.2.1 计算模型及谱线选择
3.2.2 仿真结果
3.3 小二乘法实验举例
3.4 TDLAS气体质量流量测量仿真
3.4.1 速度测量基本原理
3.4.2 计算模型
3.4.3 质量流量测量仿真模块
3.5 质量流量数值仿真举例
3.5.1 流场分布
3.5.2 隔离段质量流量仿真结果
3.5.3 进气道唇口质量流量仿真结果
3.6 超声速流场气体参数测量
3.6.1 实验模型
3.6.2 数值模拟结果
3.6.3 实验测量结果
参考文献

第4章 滤波反投影算法的流场二维测量
4.1 计算机断层扫描技术的发展
4.2 基本原理
4.2.1 傅里叶切片定理
4.2.2 滤波反投影算法
4.3 扇形光束重建
4.3.1 扇形光束到平行光束的重排
4.3.2 等角采样的重建公式
4.3.3 等距采样的重建公式
4.4 数值仿真举例
4.4.1 气体分布模型
4.4.2 Gauss温度场重构
4.4.3 投影数目对重建结果的影响
4.4.4 噪声对重建结果的影响
4.5 应用举例
4.5.1 实验系统搭建
4.5.2 实验测量结果
参考文献

第5章 代数重建算法的流场二维测量
5.1 图像重建的离散模型
5.2 奇异值分解
5.3 代数重建算法
5.3.1 ART基本形式
5.3.2 ART其他形式
5.4 优准则
5.4.1 小二乘准则
5.4.2 大均匀性准则和平滑准则
5.4.3 大熵准则
5.5 FBP与ART重建算法的比较
5.6 光线分布参数对ART算法的影响
5.6.1 光束旋转角度的影响
5.6.2 光线数目对重建结果的影响
5.7 虚拟光线方法
5.7.1 虚拟光线方法的思想
5.7.2 非对称分布流场重建结果
5.8 应用举例
5.8.1 实验装置
5.8.2 吸收谱线拟合
5.8.3 温度场和浓度场重建结果
参考文献

第6章 光线分布优化方法
6.1 平行光束分布优化
6.1.1 流场分布模型
6.1.2 投影光线矩阵分析
6.1.3 光线分布等价形式
6.1.4 光线分布优化形式
6.1.5 温度分布对重建结果的影响
6.2 扇形光束分布优化
6.2.1 物理模型及光线分布原则
6.2.2 不同发射位置的优化结果
6.2.3 发射数目的对重建结果的影响
6.2.4 与平行光束投影结果的比较
6.2.5 实验验证
6.3 非规则光线分布
6.3.1 光线分布优化方法
6.3.2 气体分布模型及目标函数
6.3.3 ASA与SQP优化光线分布
6.3.4 与其他光线分布结果的比较
参考文献