王晓宇 作品数:15 被引量:46 H指数:4 供职机构: 中国人民解放军海军工程大学电子工程学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国人民解放军总装备部预研基金 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 电子电信 理学 机械工程 更多>>
光击穿机制下的光声能量转换效率 被引量:2 2013年 建立了激光声实验测量系统,利用脉冲激光聚焦击穿水介质产生声信号。由水听器将声信号转换成电信号并送入数字存储示波器,计算出声信号能量。对不同激光能量、激光聚焦位置和水体盐度下的光声能量转换效率进行了理论和实验研究。研究结果表明:随着激光能量的提高,能量转换效率逐渐减小;激光垂直水面入射时,随着激光聚焦深度的增加,能量转换效率会出现一次阶跃式变大,随后逐渐降低;等离子体对激光能量的吸收越充分,能量转换效率越高;水体盐度的变化对能量转换效率影响很小。 王晓宇 王江安 宗思光 刘涛关键词:激光技术 声信号 水体深度对激光声信号影响研究 被引量:4 2013年 分析了激光声信号的理论模型。建立了研究不同水深条件下激光声特性的实验平台。研究结果表明:当水体深度在0~100m范围内逐渐增加时,激光声信号的两个相邻主峰时间间距越来越小;激光等离子体声波的峰值声压逐渐减小;空泡首次溃灭声波的峰值声压在0~20m范围内逐渐增加,在20~100m范围内逐渐减小;空泡溃灭声波峰值个数减少。 王晓宇 王江安 宗思光 刘涛 李胜勇关键词:激光光学 空化噪声 同步双脉冲激光致声研究 被引量:2 2013年 利用高速摄像机拍摄了同步双脉冲激光聚焦击穿水介质产生激光空泡的运动过程。分析了该条件下产生的四种典型激光声信号特性,初步计算了光声能量转换效率。研究结果表明:通过调节脉冲激光的能量差,可以控制激光声信号峰值间隔,提高激光声信号脉宽;两空泡之间无量纲距离为1.5时,溃灭过程中出现融合现象,融合过程中空泡热力学能转化为机械能,融合后形成的单个空泡能量变大,其溃灭产生的激光声信号主频降低;同步双脉冲激光聚焦击穿情况下的光声能量转换效率为6%~10%。 王晓宇 王江安 宗思光 刘涛 梁善勇关键词:激光空泡 不同环境压强下激光空泡特性研究 被引量:3 2014年 构建了激光空泡测量实验平台,使用脉冲激光聚焦击穿水介质产生激光空泡,由水听器对激光空泡溃灭辐射声信号进行接收,利用充气泵对高压水箱内的气压进行精确控制。通过仿真计算和实验对不同环境压强下的激光空泡特征和其溃灭时辐射声信号的峰值变化特性进行了研究。结果表明:当环境压强处在0.1~0.7 MPa范围内变化时,随着环境压强的增大,激光空泡首次脉动周期和空泡最大半径逐渐减小,两者的变化速率逐渐减小。空泡溃灭时辐射声信号的峰值声压在0.1~0.4 MPa内逐渐增大,在0.4~0.7 MPa内逐渐减小,且增大速率大于减小速率。 王晓宇 王江安 宗思光 刘涛 李胜勇 梁善永关键词:激光空泡 压强 基于多重散射强度和偏振特征的舰船尾流气泡激光探测方法 被引量:12 2013年 研究多重散射效应对舰船尾流气泡群光散射强度和偏振特征的影响是舰船光尾流探测以及新型光自导鱼雷研究的基础.基于矢量Monte Carlo方法建立了舰船尾流气泡群激光后向探测仿真模型,重点研究了尾流气泡群的多重散射机理,分析了多重散射效应、尾流气泡群密度对回波信号强度和偏振特征的影响规律.基于粒子碰撞重要性抽样的基本思想,在传统能量接收方法的基础上,提出了回波光子偏振贡献接收方法和回波信号偏振信息统计方法,解决了小视场系统光子返回概率低无法形成回波能量的难题.构建了模拟尾流气泡群激光散射强度和偏振探测实验平台,从实验的角度验证了模拟结果的准确性.实验和模拟结果的一致性表明,利用回波强度、偏振信息可表征气泡群距离、密度信息,从而可对舰船尾流特别是低密度尾流进行高精度的探测和辨识. 梁善勇 王江安 宗思光 吴荣华 马治国 王晓宇 王乐东关键词:MONTE 偏振 多重散射 气泡 环境压强对激光空泡声波特性影响的实验研究 被引量:2 2015年 环境压强是影响空泡脉动的一个重要因素。为了研究环境压强对激光空泡声波特性的影响,采用理想液体中单空泡运动的理论模型,对不同环境压强下液体中空泡运动过程进行了数值模拟,并通过充气泵精确调节高压水箱内的气压,采用高速照相机、高频测量水听器,得到了在不同压强条件下,空泡脉动特性的序列图像和声谱图,根据实验数据研究了不同环境压强下液体中激光诱导产生的空泡脉动规律与声波特性。结果表明:环境压强的改变影响了空泡生存周期和脉动的剧烈程度,但对声波的强度和声谱分布没有影响。辐射的频率集中在0~50 k Hz范围内,所辐射的声波能量主要集中在0~20 k Hz频段范围,并在2 k Hz与8 k Hz有两个明显的频率峰值。 李胜勇 王晓宇 王江安 宗思光 刘涛关键词:空泡 声波 频谱 液体中激光声传输特性 被引量:4 2017年 为了了解激光声在液体中的传输特性,理论分析了激光声的传输特性,并采用高速照相机、光纤MEMS水听器对激光声进行了实验研究,利用小波变换对采集的不同位置上的激光声信号各级频谱特性进行了分析。结果表明:激光声属于一种脉动球源,激光声信号传输过程中幅度与距离成反比关系;激光声的分析频带内存在明显的优势频率,峰值频率稳定在3.1 kHz,带宽稳定在3 kHz;低频信号的能量占总能量的70%以上,高频部分主要是噪声;从功率谱波形分析看,低频信号的强度幅值随时间、距离变化衰减较慢,而高频噪声随时间、距离变换衰减较快。 李胜勇 吴荣华 王晓宇 王江安 宗思光关键词:传输特性 小波 水下光击穿的能量分布研究 被引量:6 2013年 分析了激光击穿水介质时的能量分布情况,给出了相应的能量计算方法。构建了研究激光击穿水介质能量分布的实验系统,利用高速摄像机对激光击穿水介质过程中的冲击波辐射、空泡脉动等现象进行了记录,得到了冲击波速度以及空泡尺寸等参数。利用水听器对远场声波信号进行了测量。研究结果表明:激光击穿水介质的过程中,大部分激光能量转换成了冲击波和空泡能量,两者占到的比例为60%-90%;激光能量的改变对激光击穿水介质的能量分布影响不大;当激光会聚角增加时,冲击波和空泡能量变大,同时透射激光能量减小。 王晓宇 王江安 宗思光 刘涛关键词:激光光学 高速摄影 激光空泡 激光诱导声信号通信技术的初步研究 被引量:4 2015年 构建了激光声实验测量系统,利用脉冲激光聚焦击穿水介质产生声信号,由水听器将声信号转换成电信号并送入数字存储示波器。分析了激光声信号的时频域数学模型,通过实验对单个激光声信号的时频域特征进行了研究,对激光声通信的信号调制方式进行了理论分析和实验验证。研究结果表明:激光声信号的脉宽约为20μs,其能量主要集中在200 k Hz内,这其中100~200 k Hz内的能量占到的比例大约有50%,通过对激光声信号进行幅度调制和频率调制,可以有效实现激光声通信过程。 赵中华 辛海燕 王晓宇关键词:频谱 声信号 环境压强对空泡脉动特性的影响 被引量:2 2016年 基于空泡生长和溃灭理论分析不同环境压强对空泡膨胀的最大泡半径、收缩的最小泡半径、膨胀与收缩速度的影响.同时,利用高功率激光与液体物质相互作用产生空泡,采用高速照相机、高频测量水听器实验研究不同环境压强下液体中空泡运动规律,并将实验结果与计算结果进行对比.结果表明:环境压强对空泡脉动特性有较大影响.相同激光能量击穿液体介质时,随着外界环境压强的增加,空泡脉动周期呈现递减趋势;空泡第一次脉动的最大泡半径同脉动周期的变化趋势一致,且数值由快到慢递减;随着外界压强的增加,空泡溃灭的速度越快.随着压强的增大,空泡膨胀与收缩更为剧烈,持续时间更短. 李胜勇 吴荣华 王晓宇 王江安 宗思光 刘涛关键词:激光光学 空泡