新型主动式激光测温法在高超声速气动热试验中的应用探索

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11772318
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0903.空气动力学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The accurate measurement of the material surface temperature in the hypersonic aerodynamic thermal test plays a vital role in the precise thermal protection system design of the hypersonic vehicles. Conventional, passive, radiation thermometry is used in many cases but is often subject to serious systematic errors resulting from poorly characterized emissivity. Due to lack of accurate material emissivity data and the emissivity usually unstable during the aerodynamic thermal test, developing novel radiation thermometry methods is imminently required in the hypersonic aerodynamic thermal test. In this proposal, a novel active laser pyrometry (ALP) is proposed. The ALP is a photo-thermal radiometry technique, combining radiation thermometry with high power, infrared laser technology. The ALP technique detects the small modulations in thermal radiances at wavelengths 1 and 2 due photo-thermal heating of the target induced by two modulated lasers at wavelengths 2 and 1 respectively. The ratio of these two modulated thermal radiances is a function of temperature and is independent of emissivity. The non-ideal effect of the nonlinearity of the detectors and the extraneous background radiation will be studied by theoretical and experimental investigation. Finally, the exploration of applying ALP in the hypersonic aerodynamic thermal test will be carried out in the hypersonic wind tunnel.
高超声速气动热试验中材料表面温度的准确测量是制约航天器精细化热设计和防隔热技术发展的瓶颈之一。由于传统的辐射测温技术对于材料的发射率的准确性存在很强的依赖性,而航天材料又面临高温发射率基础数据匮乏及在试验中动态变化的困境,发展新型辐射测温技术成为高超声速气动热试验中的迫切需求。本项目提出了一种新型的主动式激光测温方法。基于双波长激光与材料相互作用下的光热效应,采用反序波长探测和相敏检测技术,开展不依赖材料发射率的主动式激光测温探索研究。基于复杂边界条件下激光作用材料光热效应模拟,优化激光光源、探测系统、光学成像系统参数。理论研究与实验手段结合,研究传递辐射介质干扰、光电探测器非线性等不确定度来源与贡献。依托高超声速电弧风洞,开展主动式激光测温法在模型表面温度测量的应用探索。

结项摘要

传统的辐射测温技术面临对于材料的发射率的准确性存在很强的依赖性的固有局限性,本项目以航空航天领域国家重大需求为牵引,聚焦空天领域材料表面真温新型测试技术,在科学基金的支持下,在主动式激光测量方法及溯源技术上取得了重要的原创性成果突破。建立了基于双波长激光光热效应诱导、反序波长相敏探测的主动式激光测温理论新系统,首次在我国实现空天特种材料表面温度免发射率高精度测量能力。研究成果应用于空天领域我国多个重大工程高温特种功能涂层研发、上机定型,取得了显著的社会经济效益,推广应用前景广阔。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
基于高温黑体的FTIR光谱测量系统非线性标定方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    光学与光电技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李志彬;宦克为;董伟;宋旭尧;曲岩
  • 通讯作者:
    曲岩
基于光通量倍增法的傅里叶红外探测系统光谱响应度非线性测量
  • DOI:
    10.11972/j.issn.1001-9014.2020.04.003
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    红外与毫米波学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋旭尧;端木庆铎;董伟;原遵东;李志彬;卢小丰;曲岩
  • 通讯作者:
    曲岩
Piecewise linear calibration of Fourier spectral measurement system responsivity based on the high temperature blackbody
  • DOI:
    10.3788/irla201948.0718002
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    Infrared Laser Eng
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Song, X.;Duanmu, Q.;Li, Z.
  • 通讯作者:
    Li, Z.
主动式双波长红外激光测温标定实验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    计量学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曲岩;宦克为;安保林;董伟;赵云龙;宋旭尧;原遵东
  • 通讯作者:
    原遵东
基于激光积分球反射计的集成黑体发射率测量研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1000-1158.2019.03.13
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    计量学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵春滕;宦克为;李志彬;董伟;王景辉;宋旭尧
  • 通讯作者:
    宋旭尧

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其他文献

《原发性肝癌诊疗规范(2017年版)》更新要点解读
  • DOI:
    10.16781/j.0258-879x.2017.09.1085
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    第二军医大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王剑;董伟;刘福晨;郭兴刚;刘辉
  • 通讯作者:
    刘辉
简单剪切条件下岩石剪切带主应变轴偏转角理论研究
  • DOI:
    10.6038/pg2022ee0048
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    地球物理学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹思雯;王学滨;董伟;张博闻
  • 通讯作者:
    张博闻
A note on list improper coloring of plane graphs
关于平面图着色不当的列表的注释
  • DOI:
    10.1016/j.dam.2008.06.023
  • 发表时间:
    2009-01
  • 期刊:
    Discrete Applied Mathematics
  • 影响因子:
    1.1
  • 作者:
    董伟;许宝刚
  • 通讯作者:
    许宝刚
2219铝合金再结晶行为研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    热加工工艺
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄自德;许富民;郭素墨;董伟
  • 通讯作者:
    董伟
基于埃洛石的硅纳米管制备及储锂性能
  • DOI:
    10.14062/j.issn.0454-5648.20200971
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    硅酸盐学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵明远;杨绍斌;董伟;赵玲敏;沈丁
  • 通讯作者:
    沈丁

其他文献

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董伟的其他基金

杂质对复现金属碳共晶及包晶高温固定点影响研究
  • 批准号:
    51206151
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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