轴对称燃气流低分辨率红外反演：CO2吸收模型与迭代法

"燃气流红外空间扫描方程近似解" 本文深入探讨了使用红外空间扫描技术来探测轴对称燃气流的温度分布问题。作者张家渠和程久生，来自中国科学技术大学工程热物理系，提出了针对低分辨率红外扫描的反演算法。他们选择了CO2（4.3微米）作为发射和吸收介质，因为在这个波段，CO2的吸收非常强烈，并且不会与其他燃气成分的主要吸收带重叠，从而简化了问题。 在研究中，他们采用了洛仑茨线的随机谱带模型，结合指数-倒数线强分布函数和Curtis-Godson近似来描述透过率。通过已知的吸收气体浓度分布，他们建立了一个迭代法来反演温度分布。这种方法的特点是简单、收敛速度快且计算精度高。计算试验验证了该迭代法的有效性，尤其是在较低温度和较大波数条件下，辐射强度误差对温度解的影响较小。 此外，文章还推导出了利用辐射传递方程和透过率方程求解吸收气体浓度分布的近似公式。这个近似公式与温度迭代法相结合，形成了主动式红外空间扫描的近似反演方法。进一步的计算试验表明，这种反演方法不仅简单易行，而且其计算精度足以满足实际工程中的温度测量需求。 文章强调，相比于高分辨率扫描方法，低分辨率扫描仪器操作简便，成本低廉，更适合工程应用。虽然低分辨率扫描产生的数据需要更复杂的处理，但通过本文提出的方法，可以有效地解决这一问题，为燃气流温度和浓度的实时监测提供了理论基础和技术支持。 这篇论文对红外空间扫描技术在轴对称燃气流温度测量中的应用进行了深入研究，提出了一套高效且精确的反演算法，对于优化燃气流动态监测和提高能源利用效率具有重要的科学价值和实践意义。