基于激光散射的气泡检测技术：探测两叶片螺旋桨尾流特征

本文报道了一种基于激光后向散射的尾流轮廓检测光学系统，该系统采用单站光学配置，并利用功率密度估计方法处理气泡散射信号。研究关注的是直径为46毫米的双叶螺旋桨在6000转/分钟和8000转/分钟时产生的尾流特性。实验结果显示，通过这个系统，能够清晰地识别出尾流区域，区分不同形状的尾流，并且可以探测到尾流内部的精细结构。系统展示了良好的重复性，证实了其在尾流轮廓检测中的可行性。 激光雷达技术在近年来得到了广泛关注，尤其是在研究尾流气泡的光学散射性质方面。该研究中的关键技术包括激光的180度后向散射，这种角度有助于获取更精确的尾流信息，因为光的散射方向与尾流的特性密切相关。通过单站光学设计，可以简化设备布局，提高测量精度和稳定性。 在实验部分，研究人员使用了特定的光源和高灵敏度的探测器来捕捉由气泡产生的微弱散射光。他们通过对收集的数据进行功率密度分析，提取出了尾流的特征参数，如强度分布、形状变化以及可能存在的涡旋结构等。这些参数对于理解流体动力学过程，尤其是船舶推进效率和噪声控制至关重要。 此外，该工作还对系统的稳定性进行了验证，确保在多次测量中都能获得一致的结果，这对于实际应用中的尾流监测和控制具有重要意义。整体来看，这项研究为利用激光散射技术在航空、水下航行器等领域进行实时尾流评估提供了一种潜在的解决方案，有助于优化流体动力性能和减少环境影响。