波长调制-TDLAS技术在风洞氧气流速测量中的应用研究

"波长调制-TDLAS技术测量风洞中氧气流速方法研究" 本文主要探讨了一种基于波长调制的可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）技术来测量风洞内气体流速的方法。这项技术以激光多普勒频移原理为核心，利用氧气分子的特定吸收谱线进行流速测定。文章中提到，研究人员选择了O2分子在13144.5 cm-1附近的吸收谱线，并借助HITRAN（High-resolution Transmission）数据库来获取详细的光谱信息。 首先，作者们在软件中构建了一个气体流速测量模型，通过模拟分析来验证该方法的可行性。这一过程涉及对多普勒频移的理论计算，即当气体分子与激光相互作用时，由于气体的运动导致的激光频率变化。 接下来，研究人员在实验室环境中设置了一个超声风洞装置，该装置能够产生高速气流，以模拟风洞中的实际条件。他们建立了一个基于波长调制-TDLAS技术的流速测量系统，通过精确控制激光器的波长，探测O2分子的二次谐波信号。这个信号的频移量可以直接反映出风洞中气流的速度。 实验结果显示，该系统能够在实验室条件下准确地测量流速，达到了707.6 m/s，这个速度接近超声风洞的设计要求。测量误差控制在5.47%以内，显示出该方法具有较高的精度和可靠性。这些实验成果为未来开发更小型化的流速测量系统以及在实际飞行试验中应用该技术奠定了基础。 关键词涵盖了光谱学、流速测量、可调谐二极管激光吸收光谱、波长调制、多普勒频移以及风洞技术，揭示了研究的多学科交叉性质。这项工作不仅在理论上有重要意义，而且在实际工程应用上也具有广阔前景，特别是在高精度风洞测试和航空航天领域。