一、大尺度相干结构的光学特性研究（论文文献综述）
张思琦[1]（2021）在《表面电荷对介观尺度球形颗粒的散射增强效应》文中指出在颗粒表面动电学理论中,任何颗粒的表面总是或多或少的携带电荷,而表面电荷在超过某一额度后将会导致介观尺度颗粒的散射行为发生改变,从而影响颗粒光学测量的准确性。在颗粒尺寸从宏观降至介观甚至微观时,超额表面电荷的静电特性对颗粒光学性质的影响逐渐显现。当表面电荷密度超过临界值,颗粒的散射行为将由颗粒本身以及其表面电荷共同主导。此时基于电中性颗粒光学理论的测量方法将不再适用,这也直接限制了光学方法的可测下限的降低。因此,对带电颗粒光学特性的研究不仅对实现光学精密测量有着突出的现实意义,而且将为完善颗粒光学理论、探索带电颗粒与电磁波之间的相互作用提供不可或缺的理论基础。本文针对带电的单颗粒、单分散颗粒系和多分散颗粒系分别建立散射模型,以存在介观特性的亚微米尺度区间,分析表面电荷对单颗粒及颗粒系产生的散射增强效应。通过建立的带电颗粒光能分布模型,以前向散射为例,分析表面电荷对颗粒光能分布的增强效果。通过对两种属性、三种分布状态的颗粒系的测量,定性验证表面电荷对亚微米颗粒散射的增强效应。本文的具体研究内容如下:1.提出介观尺度颗粒在表面电荷密度超过某阈值后,应考虑电荷对其复折射率产生的影响,将复折射率模型扩展到带电颗粒,使其同时适用于电中性颗粒和带电颗粒,并阐述表面电荷影响弹性散射的机制。以三种典型耗散颗粒的Mie散射为例,讨论表面电荷对不同属性颗粒的散射特性及前后向散射光强的增强效应。确定可产生增强效应的颗粒直径范围及表面电荷密度临界值。2.基于Mie理论建立带电单分散及多分散颗粒系的光散射特性计算模型,考虑颗粒种类、个数、尺寸分布、复折射率、表面电荷量对散射的复合影响,并从机理上解释多分散颗粒系对各光学系数的改变产生缓冲效应的原因。确认颗粒系的单分散程度对散射增强效应的影响。3.建立带电单分散及多分散颗粒系的光能分布计算模型,实现带电颗粒系实际测量过程中光能分布的正向推演,并以前向散射为例,讨论电荷对散射的增强效应。确认两种属性的被测颗粒系样本能够发生前向散射增强效应的粒径界限。4.通过颗粒充电方案和电荷量测量方案的探讨,以及对电荷消散机制的分析,设计带电颗粒散射增强的定性验证实验。对三组不同分布的亚微米颗粒样品进行测量,分析表面电荷静电特性的存在对颗粒粒径测量过程的影响,定性验证表面电荷对光散射的增强效应。
丁浩林[2]（2020）在《（高）超声速光学头罩气动光学效应实验研究》文中研究指明红外成像制导导弹在大气层中以高速（马赫数大于3）飞行时,光学成像窗口附近严重的气动加热不仅会使目标红外信号被淹没,甚至会导致成像窗口损坏。作为一种常用隔热手段,超声速冷却气膜可以有效隔离外部高温主流对窗口的加热作用。只是,冷却气膜和光学窗口外部主流之间相互作用,形成包含激波、边界层、混合层、冷却剂层及其相互干扰的流场结构,进而对探测器成像质量产生影响,引起目标图像出现偏移、抖动、模糊以及能量消减,这种现象统称为气动光学效应。气动光学效应的存在严重影响了成像制导的精度,已经成为高速红外成像光学头罩研制亟待解决的关键技术之一。超声速湍流边界层作为高速光学头罩绕流中的典型结构之一,已经成为气动光学效应研究的重要内容。基于纳米示踪粒子的平面激光散射（Nano-tracer-based Planar Laser Scattering,NPLS）技术具有高时空分辨率的特点,可以实现高速流动精细结构和时间演化过程的有效捕捉。这种技术特点给气动光学效应研究提供很大的便利。基于NPLS技术获取的超声速（马赫3）湍流边界层流动显示结果,对超声速湍流边界层不同区域气动光学效应贡献特点,不同特征尺度湍流结构以及光线入射角度对超声速湍流边界层气动光学效应的影响及内在机理进行了研究。结论充分反映了超声速湍流边界层中大尺度结构在气动光学效应中的主导作用。并且从通用气动光学联系方程出发,结合空间两点互相关分析方法验证了湍流结构各向异性对于不同光线入射角度下气动光学效应的影响。基于NPLS技术获取的高超声速（马赫6）湍流边界层流动显示结果,结合尺度不变特征变换匹配（Scale Invariant Feature Transformation,SIFT）方法对高超声速湍流边界层速度分布数据进行了提取,并且验证了利用该方法提取速度平均分布和脉动分布的可行性。结合空间两点互相关分析方法,研究了不同雷诺数下高超声速湍流边界层内湍流相干结构的空间分布规律。针对不同雷诺数下光线穿过高超声速湍流边界层后的远场分布特性研究结果表明,随着雷诺数的增加,光束的抖动分量增加并不显着,光束的扩散分量增加比较明显。考虑到折射率场厚度变化的影响,通过引入近场修正和构建双远心光路,提高了基于背景纹影（Background Oriented Schlieren,BOS）波前测试精度。利用标准平凸透镜定量评价了改进效果,验证了近场修正的可行性。研究了基于BOS波前测试技术空间分辨率、灵敏度以及动态测试范围的确定方法。明确了互相关质询窗口尺寸以及相互间隔尺寸对于波前重构精度的影响。不同状态和流向位置下超声速气膜气动光学效应研究结果表明:不同位置处,光程差均方根值(OPDrms)与ρ2/ρSL保持了相对较好的线性关系。在相同实验状态下,气动光学效应沿流向先增大后减小。相关结果验证了大孔径近似（Large Aperture Approximation,LAA）原理在相当大的范围内可以利用OPDrms对斯特列尔比（Strehl Ratio,SR）值进行有效的预测。基于KD-01高超声速炮风洞,我们构建了一个可以获取高超声速（马赫6）光学头罩从短曝光到长曝光下波前结果的气动光学效应测试平台。随着曝光时间的增加,低阶泽尼克（Zernike）多项式重构高阶畸变波前的精度逐渐提高,从62.2%提升至88.6%。这意味着曝光时间的增加有助于降低波前空间分布结构的复杂性,原理上可以降低波前自适应校正的难度。随着曝光时间的增加,高阶畸变波前(OPDhigh-order)对应的OPDrms逐渐增大,增加的幅度逐渐减小。与此同时,不同时刻OPDrms的差异逐渐减小,当曝光时间达到499μs时,这种差异接近于零。在不同曝光时间下,LAA原理都可以对SR值实现比较理想的预测。随着曝光时间的增加,成像积分分辨率呈现较明显的下降,最终稳定在1.43R0左右,相比曝光时间6ns时积分分辨率提升了大约30%。在曝光时间为20μs时,在喷流压比（Pressure Ratio of Jet,PRJ）等于零处,瞄视误差（Bore Sight Error,BSE）比较小。随着PRJ的增加,BSE逐渐增加,并且在PRJ=1处BSE存在局部小值。当PRJ>1时,BSE随着PRJ的增加逐渐增加。微型涡流发生器（Micro Vortex Generators,MVGs）的引入实现了对不同PRJ状态下OPDhigh-order的抑制,并且显着改善了波前的稳定性。
代雅茹[3]（2019）在《青藏高原气溶胶和水汽的多波长激光雷达探测研究》文中提出青藏高原是地球上海拔最高、面积最大、地形最复杂的高原,对东亚大气环流、亚洲季风、海气作用过程有重要的驱动作用。高原夏季的强对流活动是水汽和污染物由对流层向平流层输送的重要通道。对流活动将低层气溶胶粒携带到对流层顶附近,致使该地区对流层顶附近气溶胶浓度增大;该区域向平流层输送的气溶胶、水汽等物质总量甚至都强于整个热带地区,其水汽输送对全球平流层水汽平衡具有重要影响。准确获取水汽和气溶胶的时空分布信息对研究青藏高原气候辐射效应具有重要作用。由于青藏高原气象观测站稀疏,气溶胶和水汽的分布在大多地方是未知的。利用在西藏羊八井（海拔4300米）新建的多波段多大气成分主被动综合探测系统（Atmosphere Profiling Synthetic Observation System,APSOS）探测研究高原水汽和气溶胶垂直分布特征,对青藏高原气候研究等具有重要的科学意义和应用价值。APSOS作为我国目前海拔最高的激光雷达大气综合探测站点,在淮南（海拔36米）为期一年的联调联试后,于2017年10月入驻西藏羊八井,获取了首批宝贵的观测资料。本文利用APSOS其中的分系统气溶胶-云-水汽激光雷达获取的多波长数据,对羊八井的水汽含量和气溶胶光学参数进行反演;对反演过程中常常容易被忽略的大气模式的影响进行评估,利用神经网络方法对模式进行修正,改进反演结果;对遥感获取的光学参量反演气溶胶粒子微物理特性方法进行模拟测试。具体内容和结论包括以下几个部分:（1）对淮南和羊八井的水汽和气溶胶分布进行了比较。利用淮南和羊八井激光雷达数据,分别反演两地的水汽和气溶胶。水汽利用淮南同步观测的微波辐射计获取标定常数;羊八井由于没有同步观测的水汽设备,因此利用距离羊八井约80km的拉萨探空获取标定常数。两地的水汽结果表明,近地面水汽比较丰富,随高度衰减较快,至地面约4km高度时,水汽衰减至地面的1/10;淮南近地面水汽丰富,可达25g/kg,而羊八井仅约9g/kg。对比淮南和羊八井气溶胶光学参数,两地的气溶胶消光系数基本在同一量级,比如6km以下均在0.02至0.03km-1之间变化。其后向散射比在羊八井的略大于淮南的值,如在4km处,羊八井的后向散射比为5.3,而淮南的为2.5;激光雷达比在淮南的略大于羊八井的值,在4-8km其平均值均分别为14Sr（淮南）和8Sr（羊八井）。（2）对反演气溶胶和水汽时所用大气模式进行评估和选择。在反演气溶胶和水汽参数时,需要用到大气温度、密度廓线,在没有实测值时,一般利用美国标准大气（U.S.Standard Atmosphere,USSA-1976）,但我们发现USSA-1976在高原地区的温度和密度偏差较大,如在拉萨,USSA-1976与实测探空的均方根误差温度可达40K,密度可达5×1024m-3;而与此同时,NRLMSISE-00（Naval Research Laboratory Mass Spectrometer and Incoherent Scatter Radar Exosphere,海军研究实验室质谱仪和非相干散射雷达大气经验模型,也可简称MSIS-00）模式的偏差仅为8K和0.5×1024m-3。利用同时的拉萨探空资料,评估了USSA-1976和MSIS-00模式对水汽和气溶胶反演的影响,结果显示,其对水汽影响较小,可忽略;但对气溶胶消光系数的影响较大,USSA-1976对气溶胶消光造成的偏差达94%,而MSIS-00也可达到35%。因此通常使用的USSA-1976在高原地区不适用,相比而言用MSIS-00更好。（3）修正反演所用大气模式MSIS-00模式。为了尽可能减小反演气溶胶时引入的误差,利用神经网络方法结合历史探空资料修正MSIS-00模式的温度和密度。采用近三年的历史数据对神经网络模型进行训练,用于修正MSIS-00的温度和密度。检验结果表明,经修正后的MSIS-00模式误差有了不同程度的减小,在00UT时次,均方根误差（Root Mean Square error,RMSE）由9.2K降低到3.2K,在12UT时次,由12.5K降低到3.6K;将修正后的MSIS-00模式运用于气溶胶反演中,对反演结果优化7%。（4）模拟测试激光雷达比迭代方法。由遥感手段获取的气溶胶光学参数可反演其微物理参数,常用的有Tikhonov正则化方法,该方法需要尽可能多的光学参数,激光雷达目前已实现的355nm和532nm的拉曼激光雷达可以不用假设与微物理参数密切相关的激光雷达比,直接反演355nm和532nm的消光系数和后向散射系数,但1064nm的后向散射系数还是需要利用米散射反演方法,假设的激光雷达比会给反演微物理引入不确定性,因此利用激光雷达比迭代方法来反演微物理参数,并对该方法的模拟测试表明,当激光雷达比无限接近真值时对反演参数造成的误差也会越来越小,即该方法可以收敛。本文利用羊八井的多波长激光雷达比对水汽混合比、气溶胶光学参数进行反演,对微物理反演算法进行模拟,另外也修正了高原的MSIS-00模式。这些工作都取得了很好的进展,当然还需要更深入的研究。为了获取更加精确的水汽和气溶胶的气候效应,应开展长期连续的激光雷达观测,同时还可结合卫星、地面原位探测仪器开展联合对比和验证。
刘键[4]（2019）在《凝聚态光力学系统在暗能量和暗物质的超灵敏探测与表面科学中的应用》文中认为腔光力学是微米光学腔和宏观力学相结合的产物,是一门快速发展的物理交叉领域学科,目前已成为国际研究的前沿热点课题之一。其中光学腔模与机械振子之间的相互作用是由光子的辐射压力实现的。随着纳米技术的不断进步,机械振子的尺寸已经达到微米甚至纳米尺度。最近等离子体腔与分子振子间的耦合成为热点,这意味着机械振子可以达到更小的级别。纳米机械振子通常具有较小的质量,较高的共振频率,较低的耗散,因此,光力学系统在高精度位移测量,质量探测等方面有着重要作用。相比于其他的人造微米器件,在真空光镊技术中,光悬浮纳米颗粒与环境没有机械接触,因此悬浮光力系统不具有其他机械振荡器的主要退相干源,具有极高的机械Q值以及极窄的光谱半宽。这为我们探测由暗物质,暗能量引起的微弱力学效应提供了可能。在本文中基于光力学方法,利用光悬浮技术,泵浦探测技术,我们提出了多种探测新奇物理现象的方案。其精度预测大大高于以往的理论和实验工作。并且我们提出利用等离子体增强技术实现分子力、质量的超精密测量,以及超低频率带振动模式探测方法。全文分为九章。在第二章中,我们提出在双光束调制下通过悬浮纳米振子与光腔的耦合实现纳米尺度引力梯度的测量方案。在非均匀力作用下探测谱上的增强尖峰将出现明显的移动。极高的振子Q值,显着地降低了非线性光谱尖峰的线宽(10-8Hz),直接导致了引力梯度测量中的超分辨率(10-20N/m)。测量精度的提高将为探测Yukawa模力和额外维时空中的Kaluza-Klein引力子等提供可靠的实验方案。在第三章中我们提出一个可行的方案利用光腔与悬浮纳米球间的光力耦合在凝聚态物质中探测千分之一电荷的存在。近年来在宏观凝聚态物质中寻找千分之一电荷的实现刚刚起步且尚未发现。结果表明如果千分之一电荷存在,探测光谱上将出现一个微小的频移。我们也设计了一个环状带电体用于梯度电场的生成,它可以有效地消除静电作用的干扰从而保证测量的高精度。由于探测光谱克尔峰具有极窄的半宽,微小频移可由该光学方法有效地探测。这一设计可以为探测暗物质以及带电中微子提供实验方法。我们在第四章中基于量子腔光机械方法提出利用探测光谱探测变色龙粒子的存在的两个方案。变色龙标量场模型是一种物质耦合的暗能量候选者。它具有屏蔽机制。相比于以往的测量方法,我们使用了静电屏蔽以及泵浦探测技术对微弱的频谱劈裂或者频谱位移进行测量,从而使实验精度得到提高。考虑到量子噪声极限,这一设计可以在超低气压条件下将实验精度提高2-3个数量级,相比于原子干涉仪。我们希望这一方法可以成为研究变色龙场以及暗能量相关理论的有力工具。目前,很多实验致力于探测大尺度额外维时空,范围包括从微米到太阳系。然而尚未发现直接的实验证据。在第五章中我们基于光力学原理提出在微米尺度探测4+2维时空存在的实验方案。我们证明当存在大尺度额外维时空时,在两个悬浮振子间的引力相互作用将导致光力学系统中的模式劈裂。利用泵浦探测技术可以读出这一极弱的频谱劈裂。文中利用量子耦合原理我们提出方案有效地降低了卡西米尔力耦合,并研究了静电力背景噪声。结果表明我们可以实现在低噪声下利用悬浮光力学方法探测大尺度额外维时空,而且该方案不需要iso技术。在第六章中我们利用腔光力学研究了双光驱动下以及表面等离子体中相互作用分子的耦合动力学行为。不同于传统的力-位移测量方法,基于探测光谱的共振频率移动或共振峰劈裂,我们提出了通过非线性光谱测量分子间范德瓦尔斯力强度以及相互作用能量的新方法。力的测量精度预计可以达到10-15N,这个精度比现今广泛运用的原子力显微镜提高了3-4个数量级。我们也发现两个具有相似化学构象以及相等共振频率的毗邻分子可以由透射光谱的尖峰劈裂来进行鉴别。基于这一耦合光力学系统,我们还设计了一个可调谐的范德瓦尔斯光开关方案。这些研究结果将为理解在分子-等离子体系统中的复杂动力学相互作用提供新的理论方法。在第七章中基于等离子体与悬置石墨烯的光力学耦合,我们提出了超低频率带拉曼模式探测方法以及单原子室温质谱仪,其测量精度可达到单原子级别。单原子落在石墨烯带表面时,其质量可以由探测光吸收谱上的频率移动决定。首先我们基于量子耦合提出利用泵浦探测技术将超低频段振动模式信号从强瑞利背景中提取出来。之后的研究结果显示,得益于等离子体增强和纳米石墨烯带的极低质量,该方案可以实现超窄带宽和超高灵敏度。同样得益于低噪声,该全光控质量传感器可以在室温下实现并达到极高的时间分辨率。在第八章中我们引入了短时间测量方案,目的在于消除由光力冷却诱导的机械衰退。悬浮在真空中的纳米颗粒具有极低的机械耗散,使其与热环境间强烈地解耦合。因此基态测量可以在光力冷却后的一个短取样之间条件下完成。该方案使得千分之一道尔顿的质量测量精度成为可能。这一质量分辨率容许我们对单原子,单分子的静止质量进行超精密测量。第九章是本文的主要结论和展望
白士伟[5]（2018）在《典型地区大气湍流相干结构特征研究》文中指出大气湍流相干结构是指湍流中呈现出的有组织的大尺度涡旋结构,对湍流的生成、发展和演变起着决定性作用。大气湍流相干结构引起的物质交换、能量和动量输运,对研究大气动力学过程具有重要意义。激光在湍流大气中传输时,其光波参数遭到破坏,引起一系列的大气湍流效应,严重制约了光电工程的应用,这种制约不仅体现在湍流强度,同时也体现在湍流尺度上。因此大气湍流相干结构特性的研究不仅具有重要理论价值,也具有重要的应用价值。本文提出频域小波分析的方法研究大气湍流相干结构特性,根据能量极大值原则识别相干结构主尺度,利用重构公式,提取相干结构波形,结合了谱分析的方法,并对重构性能进行统计分析,较之传统的研究湍流相干结构的方法更具有说服力。我们利用近地面大气参数观测系统在敦煌地区开展近地面湍流相干结构特征的研究,利用风廓线雷达在合肥地区开展高空大气湍流相干结构特性的研究,得到以下研究成果:（1）研究表明重构相干波形是具有准周期运动的信号,反映原始脉动信号中某个中间尺度上的运动,两者波形在变化趋势上十分吻合;小波系数的时间与尺度图可以很好解释湍流具有多尺度性,反映了湍流相干结构的演变过程。（2）通过对敦煌地区近地面大气湍流相干结构的主尺度进行统计分析,发现相干结构的主尺度近似满足正态分布;采用统计方法对重构偏差进行数理分析,证明重构相干信号合理性和准确性;分别对湍流信号和相干信号进行了谱分析,发现湍流信号功率谱满足Kolmogorov的“-5/3定律”,相干信号的功率谱偏离Kolmogorov的“-5/3定律”,谱幂率在-2.0附近;相干结构周期与尺度比服从正态分布,其值范围在3.80±0.50,间接表明了湍流存在间歇性。（3）利用风廓线雷达数据,研究合肥地区高空湍流水平方向相干结构特征。研究发现,高空湍流相干结构具有多个主尺度,表明湍流是一种多尺度运动的涡旋结构,大尺度相干结构通过控制小尺度湍流相干结构间接实现对湍流的控制,同时间接证明了湍涡能量的传递过程;高空湍流相干结构主尺度接近1小时,但在1-2km之间大气边界层顶附近可能会由于大气夹卷运动,出现小于30分钟的结构,随着高度的增高,可能由于高空湍流与边界层相比发展并不充分,会出现主尺度变小或湍涡破碎的情况。
卢佳[6]（2018）在《粗糙表面掠出射辐射特性研究》文中进行了进一步梳理所有的真实表面,不管是自然生成的还是人工加工的表面都有着一定的粗糙度。粗糙表面的散射过程是一个十分重要并且有意义的研究内容。本文引入几何光学光线追踪方法（GO）和时域有限差分方法（FDTD）对粗糙表面的辐射特性进行分析计算。论文的主要研究内容如下:首先,使用GO方法对粗糙表面上的入射能束进行追踪直到所有入射能束离开这个表面,用菲涅尔反射计算入射能束在表面上的反射份额,充分考虑粗糙表面的遮挡效应和多次散射效应,进而计算出粗糙表面的双向反射分布函数（BRDF）。使用考虑“边缘遮挡效应”的GO方法来分析氧化镁陶瓷粗糙表面的“非镜反射峰值”现象,结果表明粗糙表面的“非镜反射峰值”是掠出射角度下的“光增强效应”和“边缘遮挡效应”的共同作用产生的。为了对路面蜃景现象进行解释,基于GO方法建立了能够考虑“光增强效应”的大尺度粗糙表面散射模型,将路面假设为小尺度粗糙表面面片组成的大尺度粗糙表面,对路面辐射特性进行分析计算。结果表明路面蜃景中亮处的BRDF的平均值是路面蜃景前方路面BRDF的平均值的两倍,路面蜃景是粗糙表面掠出射角度下的一种“光增强效应”。接下来,使用直接求解电磁场的FDTD方法求解粗糙表面的辐射特性来克服GO方法的有限适用范围。为了消除传统FDTD方法中存在的阶梯网格近似误差,将边界条件方程方法引入FDTD方法对粗糙表面分界面进行建模,使得FDTD方法能够模拟粗糙表面的真实形状。将改进后的FDTD方法应用到圆柱表面散射问题和粗糙表面散射特性的求解计算中,结果表明边界条件方程方法能够有效消除FDTD方法中的阶梯网格近似误差,使得FDTD方法保持二阶精度。将改进后的FDTD方法依次与GO方法以及解析近似模型的计算结果做对比,结果表明FDTD方法能够克服解析近似模型的有限适用范围,并且能够考虑GO方法无法考虑的干涉效应。最后,使用改进后的FDTD方法计算了不同表面参数和不同入射角度下的粗糙表面BRDF,对粗糙表面上出现的镜反射、漫反射、后向散射增强和掠出射角度散射峰值等现象进行总结分析和预测。
白士伟,孙刚,李学彬,刘庆,翁宁泉[7]（2018）在《小波分析在近地面湍流相干结构研究中的应用》文中认为基于频域小波分析方法研究了大气湍流相干结构特性,采用Mexican Hat小波函数分析了近地面风速脉动数据资料。根据能量极大值原则识别相干结构主尺度,利用重构公式提取相干结构波形。结果表明重构相干波形是具有准周期运动的信号,它反映了原始脉动信号中某个中间尺度上的运动,两者波形在变化趋势上十分吻合;小波系数的时间与尺度图可以很好地解释湍流的多尺度性和间歇性,反映了湍流相干结构的演变过程。在分析时间段内对风速相干结构的主尺度进行统计分析,发现相干结构的主尺度近似满足正态分布。
冷学远[8]（2018）在《轴向磁场作用下湍流Taylor-Couette流的直接数值模拟》文中进行了进一步梳理Taylor-Couette流作为流体力学中的经典流动,被广泛用来研究流体力学和磁流体力学中的不稳定性等问题;因其兼有壁湍流和旋转湍流的特性,所以也被广泛用来研究湍流行为。在工业应用和天体物理研究中,这种流动有广泛而且重要的应用背景;在强磁场作用下,导电流体的湍流Taylor-Couette流将变得更加复杂。由于现有实验技术的限制,包括湍流测量,不透明金属流体的测量和可视化,以及具有空腔的稳恒强磁场的制造等因素,实验研究强磁场作用下导电流体的Taylor-Couette湍流的技术条件还不成熟。所以,针对一般工业背景下（小磁雷诺数）,导电流体的Taylor-Couette湍流的实验研究还没有被开展。在这种情况下,本文采用直接数值模拟的方法研究Taylor-Couette流的磁流体力学湍流行为。本文首先从理论上推导出了磁场作用下Taylor-Couette流的解析解。该解析解不仅预测了电流边界条件对流动行为的独特影响,而且验证了后文的强磁场作用下的数值模拟结果,并为结果分析提供帮助。随后,本文采用基于高精度守恒格式的有限差分方法,研究轴向磁场对湍流行为的影响。通过对比湍流脉动强度和雷诺应力等湍流统计量的变化,文中揭示了磁场对湍流行为的作用规律,及其与平均流动的内在联系。本文使用流场可视化方法将相干结构和条带结构呈现出来,使读者能够更加直观和深入地了解湍流中涡结构的变化。结合湍流统计量的变化,文中分析了流动结构形成的原因。为了详细分析速度边界和电流边界对流动的影响,本文从以下几个物理模型入手,展开深入的研究工作。首先,在无限长圆筒中,分别考虑三种圆筒边界条件（等电势、完全绝缘和完全导电）。结果表明,在等电势圆筒中,内、外筒壁差速旋转产生的径向净电流（平均电流）穿过两筒壁面,与轴向磁场作用产生反向Lorentz力。当磁场较小时,反向电磁力增加了内筒边界层中的平均剪切率,使湍流行为增强;同时在外筒区域出现负值速度分布。随磁场强度的增加,负值速度产生的电动势逐渐抵消了内壁附近的电动势,导致净电流降低,流场逐步形成“饱和”状态。同时,磁场的湍流抑制作用不断增强,最后湍流完全被层流化。然后,在绝缘和导电圆筒中,因为内、外筒壁处于电流断路状态,平均径向电流为零,所以轴向磁场不对平均流动产生作用。但是,由于脉动电流会通过焦耳耗散的方式实现湍流抑制,所以随着磁场强度的增加,湍流不断被抑制,最终退化为层流状态。在整个流场被抑制的过程中,大尺度Taylor涡的数量不断减少,这个结果验证了长圆筒中的计算结果。对比绝缘边界和导电边界,磁场整体上的抑制规律是相似的,但对导电边界圆筒的抑制效果更强。最后,针对有限长圆筒的Taylor-Couette流,文中研究两侧固定底盘附近的Hartmann层对湍流行为的影响。Hartmann层通过改变流场中的电流密度分布来影响流场。结果显示,在主流区域中,在较小和中等的Hartmann数时（Ha<80）,流动变化与无限长圆筒中的结果基本一致;而在较大磁场时（Ha≥80）,由于Hartmann层承载了绝大多数的径向电流,导致主流区域中的电流大幅减少,平均速度和流场出现明显改变。此外,两种电边界条件对应的结果完全不同。本文的研究结果表明,在湍流Taylor-Couette流中,轴向磁场对湍流有明显的抑制作用,甚至能够使流场层流化;湍流被抑制的过程可以用相互作用系数去衡量。等电势圆筒中,在磁场较弱时（N<0.05）湍流行为加强,而强磁场时流场发生层流化的临界相互作用系数在1.8<N<3.6范围内;而绝缘圆筒中流场发生层流化的临界参数N>3.6。不同的壁面导电特性以及相应的Hartmann层对Taylor涡结构和湍流行为会产生不同的影响。本文创新性:（1）对磁场作用下湍流Taylor-Couette流进行研究,分析磁场对湍流行为的影响,并揭示出湍流相干结构和条带结构的演化规律。（2）推导出磁场作用下Taylor-Couette流的解析解,验证强磁场作用下的计算结果,发现边界导电特性对流动行为的独特影响。（3）总结出流场随相互作用系数的变化规律,发现相互作用系数能够反映出流场被抑制的过程。（4）研究底盘附近Hartmann层的形成,分析其对不同电流边界流动的独特作用规律。
谢文科,马浩统,高穹,江文杰[9]（2014）在《气动光学自适应校正研究进展》文中提出自1982年Gilbert明确提出气动光学问题以来的理论和实践研究表明:气动光学畸变已严重影响机载/弹载激光能量系统及激光信息系统的性能。但是,由于气动光学畸变的高时间、高空间频率特征,现有的反馈控制自适应光学系统控制带宽尚不能满足高频气动光学波前畸变实时校正对系统带宽的需求。通过梳理近30多年来人们致力于气动光学自适应校正所做的机理、测量、校正等方面的标志性研究工作,以明确气动光学研究的问题、现状及未来的研究思路,从而为广大气动光学研究者提供理论和技术参考。
王龙志[10]（2014）在《基于OCT的皮肤光学特征研究及其在无创血糖检测中的应用》文中进行了进一步梳理光学相干层析技术可以对皮肤组织高分辨率、无创成像，并用于皮肤组织内部结构的检测与分析，同时结合皮肤组织光学参数可以用于分析组织内部的结构变化及人体的血糖浓度变化等。本文针对OCT技术皮肤光学特征研究的科学问题，研究了OCT图像增强算法，消除散斑噪声对无创血糖检测的影响，消除衰减对OCT图像对比度影响，提高OCT图像可视化水平；根据皮肤组织光学参数研究针对皮肤内部细微结构特征的量化分析工具，用于分析无创血糖检测中的定位装置对皮肤组织内部结构的影响；研究利用皮肤组织中多个血糖敏感区域的光学参数用于无创血糖检测。本文根据OCT三维数据中普遍存在的强相似性，结合非局部滤波与小波变换提出了一种自适应的Volume-BM3D去噪算法，在人体指尖OCT图像验证实验中发现信噪比提高了18.4dB，有效消除了噪声对无创血糖检测中OCT信号的影响。通过分析OCT信号衰减原理，结合Retinex光照补偿算法提出了一种针对OCT图像的自适应多尺度Retinex衰减补偿算法，在人体指尖、皮肤组织和早期龋齿实验中其可视化对比度测度（VCM）平均增加了5762，有效增强了隐藏在深层的组织结构特征的对比度。本文根据OCT信号的特点提出一种基于光学参数的OCT斜率增强算法对皮肤组织内部结构细微特征进行增强，并通过多层胶带、皮肤组织和早期龋齿的实验验证该算法的有效性。在此基础上，结合图像处理技术提取皮肤组织内部细微结构特征的尺寸，提出了用于评价皮肤组织内部细微结构特征尺寸的Gamma分布模型。通过皮肤组织真皮层的乳头层与网状层、正常皮肤组织与伤疤组织的对比实验发现该模型可以用于定量分析皮肤组织内部细微结构特征分布及变化。本文分别通过多尺度Retinex增强图像和Gamma分布模型定性和定量分析了影响无创血糖检测中定位装置引起的压力和增透介质对皮肤组织内部结构特征的影响，并提出一种基于矩形开窗区的定位装置，保证实验过程中OCT系统采集皮肤位置固定。研究了采用滑动窗的方式建立了不同深度位置上皮肤组织散射系数与血糖浓度值之间的相关性分布图，并根据相关性区域的筛选标准提取皮肤组织中多个血糖敏感区域的散射系数，建立了基于偏最小二乘的多变量无创血糖检测模型。通过Itralipid仿组织溶液、糖尿病人和正常人的血糖浓度检测实验验证了OCT无创血糖检测的可行性。实验发现，基于偏最小二乘的OCT无创血糖检测结果的94%落在了Clark error grid的A区，对于指导临床具有积极的意义。
二、大尺度相干结构的光学特性研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大尺度相干结构的光学特性研究（论文提纲范文）
（1）表面电荷对介观尺度球形颗粒的散射增强效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义及研究目的 |
| 1.2 颗粒携带电荷的主要因素 |
| 1.3 带电颗粒散射特性研究现状 |
| 1.3.1 国内带电颗粒散射特性研究 |
| 1.3.2 国外带电颗粒散射特性研究 |
| 1.3.3 带电颗粒散射特性总结 |
| 1.4 颗粒粒径分布测量方法研究现状 |
| 1.4.1 粒径测量方法分析 |
| 1.4.2 基于角散射法的粒径测量研究 |
| 1.5 本研究方向存在的问题 |
| 1.6 论文主要研究内容 |
| 第2章 带电球形单颗粒光学性质 |
| 2.1 带电球形颗粒复折射率模型的扩展 |
| 2.2 带电亚微米球形颗粒散射特性分析 |
| 2.2.1 耗散和非耗散带电颗粒复折射率对比 |
| 2.2.2 典型耗散带电颗粒散射特性分析 |
| 2.3 表面电荷对亚微米颗粒前后向散射的增强效应 |
| 2.3.1 电荷对盐水滴颗粒的散射增强 |
| 2.3.2 电荷对二氧化硅颗粒的散射增强 |
| 2.3.3 电荷对聚苯乙烯颗粒的散射增强 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 带电球形颗粒系光学性质 |
| 3.1 带电球形颗粒系光散射特性模型的构建 |
| 3.1.1 带电不相关单散射单分散颗粒系光散射模型构建 |
| 3.1.2 带电不相关单散射多分散颗粒系光散射模型构建 |
| 3.2 带电亚微米球形颗粒系散射特性分析 |
| 3.2.1 带电亚微米盐水滴颗粒系散射特性分析 |
| 3.2.2 带电亚微米二氧化硅颗粒系散射特性分析 |
| 3.2.3 带电亚微米聚苯乙烯颗粒系散射特性分析 |
| 3.3 表面电荷对颗粒系前后向散射的增强效应 |
| 3.4 单分散程度对前后向散射增强效应的影响 |
| 3.4.1 不同单分散程度的盐水滴颗粒系的前后向散射 |
| 3.4.2 不同单分散程度的二氧化硅颗粒系的前后向散射 |
| 3.4.3 不同单分散程度的聚苯乙烯颗粒系的前后向散射 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 带电颗粒前向散射光能分布 |
| 4.1 带电单颗粒光能分布计算模型的构建 |
| 4.2 带电单颗粒前向散射光能分布分析 |
| 4.2.1 二氧化硅颗粒前向散射光能分布 |
| 4.2.2 聚苯乙烯颗粒前向散射光能分布 |
| 4.3 带电颗粒系光能分布计算模型的构建 |
| 4.4 带电颗粒系前向散射光能分布分析 |
| 4.5 单分散程度对前向散射光能分布的影响 |
| 4.5.1 不同单分散程度的二氧化硅颗粒系前向散射光能 |
| 4.5.2 不同单分散程度的聚苯乙烯颗粒系前向散射光能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 带电颗粒散射增强定性验证实验 |
| 5.1 颗粒充电方案 |
| 5.2 表面电荷量测量方案 |
| 5.3 表面电荷消散机制分析 |
| 5.4 带电亚微米颗粒散射增强定性验证 |
| 5.5 微米级多分散颗粒系扩展实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）（高）超声速光学头罩气动光学效应实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 气动光学基础理论 |
| 1.1.2 气动光学效应研究进展 |
| 1.1.3 高速光学头罩研究模型构建 |
| 1.2 高速光学头罩气动光学效应相似准则研究 |
| 1.2.1 基于Π定理的光学头罩气动光学效应相似准则研究 |
| 1.2.2 飞行状态参数对于光学头罩气动光学效应的影响 |
| 1.2.3 光学参数对于光学头罩气动光学效应的影响 |
| 1.3 典型流动结构气动光学效应研究 |
| 1.3.1 混合层 |
| 1.3.2 湍流边界层 |
| 1.3.3 激波 |
| 1.4 气动光学光学效应抑制方法研究 |
| 1.5 小结 |
| 第二章 试验设备及相关测试技术 |
| 2.1 测试技术及方法 |
| 2.1.1 NPLS技术 |
| 2.1.2 BOS技术 |
| 2.2 风洞设备 |
| 2.2.1 100mm×120mm超声速直连风洞 |
| 2.2.2 260mm×260mm高超声速直连风洞 |
| 2.2.3 高超声速炮风洞 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 超声速湍流边界层气动光学效应研究 |
| 3.1 超声速湍流边界层实验模型 |
| 3.2 测试结果可靠性验证 |
| 3.3 气动光学联系方程在超声速湍流边界层中的应用 |
| 3.4 超声速湍流边界层气动光学效应分布规律研究 |
| 3.4.1 边界层内不同区域对气动光学效应的贡献 |
| 3.4.2 不同特征尺度湍流结构对气动光学效应的影响 |
| 3.4.3 不同光线入射角度对于气动光学效应的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 高超声速湍流边界层气动光学效应研究 |
| 4.1 高超声速湍流边界层实验模型 |
| 4.2 基于SIFT算法的高超声速湍流边界层速度场测试技术 |
| 4.2.1 基于SIFT算法的速度获取方法 |
| 4.2.2 SIFT算法特征点匹配精度测试 |
| 4.2.3 高超声速湍流边界层速度测试结果分析与校验 |
| 4.3 雷诺数对高超声速湍流边界层相干结构的影响 |
| 4.4 高超声速湍流边界层气动光学效应分布规律研究 |
| 4.4.1 高超声速湍流边界层密度分布特征 |
| 4.4.2 雷诺数对高超声速湍流边界层气动光学效应的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 超声速气膜气动光学效应研究 |
| 5.1 超声速气膜气动光学效应实验装置 |
| 5.1.1 超声速气膜实验模型 |
| 5.1.2 超声速气膜气动光学效应测试平台 |
| 5.2 基于近场背景纹影的波前测试技术 |
| 5.2.1 基本原理 |
| 5.2.2 空间分辨率、灵敏度与动态测试范围分析 |
| 5.2.3 近场校正结果验证与分析 |
| 5.3 互相关质询窗口设置对于波前重构精度的影响 |
| 5.4 不同位置和状态下超声速气膜气动光学效应研究 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 高超声速光学头罩气动光学效应研究 |
| 6.1 高超声速光学头罩实验装置 |
| 6.1.1 高超声速光学头罩实验模型 |
| 6.1.2 高速光学头罩气动光学效应测试平台 |
| 6.2 曝光时间对于气动光学效应的影响 |
| 6.2.1 高超声速光学头罩瞬态波前分布及初步分析 |
| 6.2.2 OPD结果分析及Zernike多项式分解 |
| 6.2.3 曝光时间对高超声速光学头罩成像质量的影响 |
| 6.3 高超声速光学头罩气动光学效应抑制初步研究 |
| 6.3.1 有/无流动控制下瞄视误差(BSE)与喷流压比(PRJ)之间的关系 |
| 6.3.2 有/无流动控制下气动光学波前高阶畸变与PRJ之间的关系 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录A 符号表 |
| 附录B 缩略词表 |
（3）青藏高原气溶胶和水汽的多波长激光雷达探测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 青藏高原大气科学试验 |
| 1.3 青藏高原气溶胶和水汽的探测 |
| 1.3.1 原位探测方法 |
| 1.3.2 遥感探测方法 |
| 1.4 本文研究内容及章节安排 |
| 第2章 激光雷达探测原理及数据 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气溶胶和水汽探测激光雷达 |
| 2.3 多波长激光雷达系统结构 |
| 2.4 激光雷达数据情况 |
| 2.5 激光雷达数据预处理 |
| 2.5.1 噪声扣除 |
| 2.5.2 时间延迟修正 |
| 2.5.3 光子计数脉冲堆积效应 |
| 2.5.4 模拟光子通道拼接 |
| 2.5.5 高低空信号拼接 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 气溶胶光学特性和水汽的反演 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大气模式的选择 |
| 3.3 激光雷达方程 |
| 3.4 水汽混合比的反演 |
| 3.4.1 反演方法 |
| 3.4.2 透过率修正函数 |
| 3.4.3 标定常数 |
| 3.4.4 误差计算方法 |
| 3.4.5 水汽反演个例 |
| 3.5 气溶胶光学参数的反演 |
| 3.5.1 反演方法 |
| 3.5.2 参数敏感性测试 |
| 3.5.3 气溶胶反演个例 |
| 3.6 不同大气模式的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 MSIS-00 大气模式偏差评估与修正 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MSIS-00 模式 |
| 4.2.1 MSIS-00 的简介 |
| 4.2.2 MSIS-00 的时空敏感性 |
| 4.3 MSIS-00 与探空资料的对比 |
| 4.3.1 数据预处理 |
| 4.3.2 温度偏差 |
| 4.3.3 对流层顶偏差 |
| 4.4 MSIS-00 模式偏差修正 |
| 4.4.1 人工神经网络方法 |
| 4.4.2 建立修正模型 |
| 4.4.3 修正结果检验 |
| 4.5 MSIS-00 模式应用实例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 气溶胶的微物理特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 气溶胶微物理参数 |
| 5.2.1 谱分布函数 |
| 5.2.2 粒子积分参数 |
| 5.2.3 复折射指数 |
| 5.3 气溶胶微物理参数反演方法 |
| 5.3.1 不适定问题概述 |
| 5.3.2 正则化求解方法 |
| 5.3.3 求解目标参数选择 |
| 5.3.4 激光雷达比迭代方法 |
| 5.3.5 偏差计算方法 |
| 5.4 算法模拟试验 |
| 5.4.1 谱参数的选择 |
| 5.4.2 复折射指数集合 |
| 5.4.3 反演窗设置 |
| 5.4.4 激光雷达信号模拟 |
| 5.4.5 激光雷达比迭代反演 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究内容总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）凝聚态光力学系统在暗能量和暗物质的超灵敏探测与表面科学中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 腔光力系统简介 |
| 1.2 光力学最新研究进展 |
| 1.2.1 光机械诱导透明 |
| 1.2.2 超灵敏量子测量 |
| 1.2.3 脉冲光力学 |
| 1.2.4 等离子体光力学 |
| 1.2.5 特异点腔光力学 |
| 1.3 悬浮颗粒系统简介 |
| 1.4 等离子体光力系统简介 |
| 1.5 基于光力学的暗能量,暗物质探测 |
| 参考文献 |
| 第二章 纳米重力梯度仪 |
| 2.1 理论模型 |
| 2.2 计算模拟 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 豪电荷探测 |
| 3.1 理论模型 |
| 3.2 测量 |
| 3.3 测量精度界限 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 变色龙暗能量探测 |
| 4.1 利用双悬浮颗粒间耦合参量暗能量方案 |
| 4.1.1 理论模型 |
| 4.1.2 预测测量界限 |
| 4.1.3 噪声及其控制 |
| 4.2 利用悬浮振子与电子单自旋耦合测量变色龙暗能量 |
| 4.2.1 理论模型 |
| 4.2.2 测量限制 |
| 4.2.3 噪声控制 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 大尺度额外维探测 |
| 5.1 理论模型 |
| 5.2 理论预测 |
| 5.3 静电力背景噪声 |
| 5.4 测量极限预测 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 等离子体双分子耦合动力学 |
| 6.1 理论模型 |
| 6.2 计算模拟 |
| 6.2.1 超分辨力谱 |
| 6.2.2 范德瓦尔斯开关 |
| 6.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 石墨烯等离子体质谱仪 |
| 7.1 理论模型 |
| 7.2 超低频模式探测光谱 |
| 7.3 单原子分辨率光秤 |
| 7.4 系统噪声 |
| 7.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第八章 光力学冷却与短期测量 |
| 8.1 测量方法 |
| 8.2 测量精度 |
| 8.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第九章 结论与展望 |
| 9.1 总结 |
| 9.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 攻读博士期间获得的奖励 |
（5）典型地区大气湍流相干结构特征研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 绪论 |
| 第1章 湍流理论 |
| 1.1 大气分层 |
| 1.1.1 对流层 |
| 1.1.2 平流层 |
| 1.1.3 中间层 |
| 1.1.4 热层 |
| 1.2 大气湍流 |
| 1.2.1 湍流的发生与特性 |
| 1.2.2 泰勒冻结湍流假定 |
| 1.2.3 大气湍流的统计描述 |
| 1.2.4 局地均匀各向同性湍流 |
| 1.2.5 湍流谱理论 |
| 1.3 湍流间歇性与相干结构 |
| 1.4 科尔莫戈罗夫湍流理论面临的挑战 |
| 第2章 实验仪器与系统 |
| 2.1 近地面观测系统 |
| 2.1.1 系统设计 |
| 2.1.2 CAST3三维超声风速仪工作原理 |
| 2.2 风廓线雷达概述 |
| 2.2.1 风廓线雷达探测原理 |
| 2.2.2 风廓线雷达回波信号产生的机制 |
| 2.2.3 信号处理 |
| 2.2.4 大气风场反演 |
| 2.2.5 风廓线雷达数据质量控制 |
| 2.2.6 Airda16000型低平流层风廓线雷达简介 |
| 第3章 数据分析方法和理论依据 |
| 3.1 谱分析 |
| 3.2 小波分析 |
| 3.2.1 小波定义 |
| 3.2.2 小波变换的特点 |
| 3.3 算法验证 |
| 第4章 近地面湍流相干结构特性的研究 |
| 4.1 相干结构的识别 |
| 4.2 重构信号的误差分析 |
| 4.3 脉动信号和相干信号的谱分析 |
| 4.4 统计分析 |
| 第5章 高空大气湍流相干结构特性的研究 |
| 5.1 回波谱宽估算湍流动能耗散率算法的研究 |
| 5.1.1 提取湍流引起的谱宽 |
| 5.1.2 估算湍流动能耗散率 |
| 5.2 高空大气湍流相干结构特征分析 |
| 5.2.1 湍流动能耗散率的变化特征 |
| 5.2.2 特征高度层上相干结构的变化特征 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）粗糙表面掠出射辐射特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 粗糙表面统计参数 |
| 1.2.2 粗糙表面散射问题求解方法 |
| 1.2.3 粗糙表面辐射特性研究现状 |
| 1.2.4 粗糙表面掠出射角度散射峰值现象研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 GO方法求解粗糙表面辐射特性 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 几何光学光线追踪方法(GO) |
| 2.2.1 粗糙表面生成 |
| 2.2.2 几何光学光线追踪 |
| 2.2.3 粗糙表面辐射特性求解 |
| 2.3 GO方法求解粗糙表面BRDF特性 |
| 2.3.1 GO方法算法验证 |
| 2.3.2 GO方法与KA模型对比 |
| 2.4 氧化镁陶瓷粗糙表面“非镜反射峰值”现象 |
| 2.5 路面蜃景现象 |
| 2.5.1 路面蜃景实验 |
| 2.5.2 大尺度粗糙表面BRDF模型 |
| 2.5.3 路面蜃景现象数值模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 FDTD方法求解粗糙表面辐射特性 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 FDTD算法及边界条件方程方法 |
| 3.2.1 FDTD算法 |
| 3.2.2 边界条件方程方法(BCE) |
| 3.2.3 FDTD方法求解辐射特性 |
| 3.3 FDTD方法求解圆柱散射问题 |
| 3.3.1 圆柱表面散射近场 |
| 3.3.2 圆柱表面散射远场 |
| 3.4 FDTD方法求解粗糙表面BRDF特性 |
| 3.4.1 FDTD方法与SPM模型、KA模型对比 |
| 3.4.2 FDTD方法与GO方法对比 |
| 3.5 表面粗糙度和相关长度对粗糙表面辐射特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 粗糙表面常见散射现象预测 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 粗糙表面镜反射现象 |
| 4.2.1 粗糙表面镜反射现象出现条件 |
| 4.2.2 表面粗糙度和相关长度对镜反射现象的影响 |
| 4.3 粗糙表面漫反射现象 |
| 4.3.1 粗糙表面漫反射现象出现条件 |
| 4.3.2 入射角度对漫反射现象的影响 |
| 4.4 粗糙表面后向散射增强现象 |
| 4.4.1 粗糙表面后向散射增强现象出现条件 |
| 4.4.2 表面粗糙度和相关长度对后向散射增强现象的影响 |
| 4.5 粗糙表面掠出射角度散射峰值现象 |
| 4.5.1 粗糙表面掠出射角度散射峰值现象出现条件 |
| 4.5.2 表面粗糙度和相关长度对掠出射角度散射峰值现象的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）小波分析在近地面湍流相干结构研究中的应用（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 小波分析方法 |
| 3 仿真分析 |
| 4 实验测量与分析讨论 |
| 4.1 速度相干结构 |
| 4.2 谱分析 |
| 4.3 统计分析 |
| 5 结论 |
（8）轴向磁场作用下湍流Taylor-Couette流的直接数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 磁流体力学 |
| 1.3 湍流与直接数值模拟 |
| 1.4 研究内容与方法 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.4.3 研究内容 |
| 第2章 物理问题与数值方法 |
| 2.1 小磁雷诺数的磁流体力学控制方程 |
| 2.2 物理问题描述 |
| 2.2.1 物理模型与数学方程 |
| 2.2.2 磁流体力学Taylor-Couette流的解析解 |
| 2.3 数值算法 |
| 2.3.1 守恒格式简介 |
| 2.3.2 强磁场下湍流求解的困难 |
| 2.3.3 基于电流守恒格式的有限差分格式 |
| 2.4 算法验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 无限长圆筒中的湍流Taylor-Couette流 |
| 3.1 流体力学湍流Taylor-Couette流 |
| 3.2 等电势圆筒中的湍流Taylor-Couette流 |
| 3.2.1 平均流动 |
| 3.2.2 湍流统计特性 |
| 3.2.3 流动结构 |
| 3.3 绝缘圆筒中的湍流Taylor-Couette流 |
| 3.3.1 平均流动 |
| 3.3.2 湍流统计特性 |
| 3.3.3 流动结构 |
| 3.4 导电圆筒中的湍流Taylor-Couette流 |
| 3.4.1 边界条件 |
| 3.4.2 平均流动 |
| 3.4.3 湍流统计特性 |
| 3.4.4 流动结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 有限长圆筒中的湍流Taylor-Couette流 |
| 4.1 有限长等电势圆筒中的湍流Taylor-Couette流 |
| 4.1.1 瞬时流场与相干结构 |
| 4.1.2 平均流场 |
| 4.1.3 速度与电流分布 |
| 4.2 有限长绝缘圆筒中的湍流Taylor-Couette流 |
| 4.2.1 瞬时流场与相干结构 |
| 4.2.2 平均流场 |
| 4.2.3 速度与电流分布 |
| 4.3 较长有限长圆筒中的层流Taylor-Couette流 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表论文 |
| 作者简介 |
（10）基于OCT的皮肤光学特征研究及其在无创血糖检测中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 OCT 技术研究现状 |
| 1.1.1 OCT 基本原理 |
| 1.1.2 OCT 技术的分类 |
| 1.2 OCT 技术在皮肤组织中的应用 |
| 1.2.1 皮肤光学图像检测 |
| 1.2.2 皮肤光学参数提取 |
| 1.2.3 基于皮肤光学参数的无创血糖检测 |
| 1.3 本文主要研究内容及研究意义 |
| 1.4 本文结构安排 |
| 第二章 OCT 图像增强算法 |
| 2.1 基于 OCT 的 Volume-BM3D 去噪算法 |
| 2.1.1 OCT 散斑噪声 |
| 2.1.2 图像去噪算法介绍 |
| 2.1.3 自适应 Volume-BM3D 算法研究 |
| 2.1.4 实验对比 |
| 2.2 基于自适应多尺度 Retinex 的 OCT 图像衰减补偿算法 |
| 2.2.1 OCT 信号分析 |
| 2.2.2 Retinex 算法原理 |
| 2.2.3 自适应多尺度 Retinex 算法 |
| 2.2.4 实验分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于 Gamma 分布模型的皮肤组织光学参数结构研究 |
| 3.1 OCT 斜率图像增强皮肤组织结构特征 |
| 3.1.1 OCT 参数图像及存在问题 |
| 3.1.2 OCT 信号分析 |
| 3.1.3 OCT 斜率图像描述 |
| 3.1.4 实验验证 |
| 3.2 皮肤组织内部结构 Gamma 分布模型 |
| 3.2.1 皮肤组织内部结构尺寸分布模型 |
| 3.2.2 皮肤组织内部特征提取 |
| 3.2.3 Gamma 分布用于皮肤组织结构描述 |
| 3.2.4 Gamma 分布模型实验验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于皮肤光学参数的 OCT 无创血糖检测研究 |
| 4.1 无创血糖检测中的定位装置 |
| 4.1.1 定位装置中增透介质对皮肤组织内部结构的影响 |
| 4.1.2 定位装置中压力对皮肤组织内部结构的影响 |
| 4.1.3 基于矩形开窗区的无创血糖检测定位装置 |
| 4.2 皮肤光学参数与血糖浓度之间的相关性 |
| 4.2.1 OCT 皮肤三维数据预处理 |
| 4.2.2 相关性研究 |
| 4.2.3 相关性研究中的参数选择 |
| 4.3 基于偏最小二乘回归的血糖检测模型 |
| 4.3.1 偏最小二乘回归理论 |
| 4.3.2 偏最小二乘模型用于血糖检测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 OCT 无创血糖检测实验 |
| 5.1 实验设备 |
| 5.2 血糖检测评价标准 |
| 5.3 无创血糖检测实验 |
| 5.3.1 Intralipid 仿组织溶液葡萄糖浓度检测实验 |
| 5.3.2 人体糖耐血糖浓度检测实验 |
| 5.3.3 糖尿病人钳夹实验 |
| 5.3.4 连续血糖检测对比实验 |
| 5.4 无创血糖检测中存在的问题及进一步改进 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、大尺度相干结构的光学特性研究（论文参考文献）
- [1]表面电荷对介观尺度球形颗粒的散射增强效应[D]. 张思琦. 哈尔滨理工大学, 2021(01)
- [2]（高）超声速光学头罩气动光学效应实验研究[D]. 丁浩林. 国防科技大学, 2020(01)
- [3]青藏高原气溶胶和水汽的多波长激光雷达探测研究[D]. 代雅茹. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2019(07)
- [4]凝聚态光力学系统在暗能量和暗物质的超灵敏探测与表面科学中的应用[D]. 刘键. 上海交通大学, 2019(06)
- [5]典型地区大气湍流相干结构特征研究[D]. 白士伟. 中国科学技术大学, 2018(12)
- [6]粗糙表面掠出射辐射特性研究[D]. 卢佳. 清华大学, 2018(04)
- [7]小波分析在近地面湍流相干结构研究中的应用[J]. 白士伟,孙刚,李学彬,刘庆,翁宁泉. 光学学报, 2018(05)
- [8]轴向磁场作用下湍流Taylor-Couette流的直接数值模拟[D]. 冷学远. 东北大学, 2018(01)
- [9]气动光学自适应校正研究进展[J]. 谢文科,马浩统,高穹,江文杰. 激光与光电子学进展, 2014(09)
- [10]基于OCT的皮肤光学特征研究及其在无创血糖检测中的应用[D]. 王龙志. 天津大学, 2014(05)