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《壓力敏感涂料與溫度敏感涂料》，本書共10章，對兩種敏感涂料的構成機理，分類，測量系統組成及其應用方法進行了介紹，并給出了相關的實驗研究實例。
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作者:(美)劉天舒、蘇里溫 譯者:周強、陳柳生、馬護生
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壓力敏感涂料(PSP)和溫度敏感涂料(TSP)是20世紀80年代作為空氣動力學、流體力學和轉捩實驗而發展起來的技術。
這本《壓力敏感涂料與溫度敏感涂料》由T.Liu、J.P.Sullivan著，周強、陳柳生、馬護生等人譯。本書的目的是對該技術進行系統介紹。首先，PSP是一種全域光學技術，對復雜的空氣動力學流場，它提供了一種非接觸的、定量的表面壓力可視測量方法，對流場結構也提供了大量的信息，這一切都無法從傳統的壓力傳感器上獲取。TSP是其他全域溫度測量技術，如溫場閃爍法、溫敏液晶法和紅外測溫法的一種重要的補充方法。本書主要包括美國、日本、德國、法國、英國和加拿大在該領域所進行的研究結果。此外，在“Luminescent Presure Sensors in Aerodynamic Experiments”一書(俄羅斯中央空氣動力學研究院(TSAGI)的V.E.Mosharov，V.N.Rodchenko和S.D.Forov著)中，在PSP領域俄羅斯所進行的杰出的研究成果已有詳盡論述。
這本《壓力敏感涂料與溫度敏感涂料》由T.Liu、J.P.Sullivan著，周強、陳柳生、馬護生等人譯。本書的目的是對該技術進行系統介紹。首先，PSP是一種全域光學技術，對復雜的空氣動力學流場，它提供了一種非接觸的、定量的表面壓力可視測量方法，對流場結構也提供了大量的信息，這一切都無法從傳統的壓力傳感器上獲取。TSP是其他全域溫度測量技術，如溫場閃爍法、溫敏液晶法和紅外測溫法的一種重要的補充方法。本書主要包括美國、日本、德國、法國、英國和加拿大在該領域所進行的研究結果。此外，在“Luminescent Presure Sensors in Aerodynamic Experiments”一書(俄羅斯中央空氣動力學研究院(TSAGI)的V.E.Mosharov，V.N.Rodchenko和S.D.Forov著)中，在PSP領域俄羅斯所進行的杰出的研究成果已有詳盡論述。
目次
第1章 緒論
1.1 壓力敏感涂料
1.2 溫度敏感涂料
1.3 發展歷程
第2章 光物理基礎
2.1 發光過程動力學
2.2 常規PSP的光物理模型
2.3 多孔PSP的光物理模型
2.3.1 碰撞控制模型
2.3.2 吸附控制模型
2.4 熱猝滅
第3章 涂料的物理性能
3.1 標定
3.2 典型的PSP
3.3 典型的TSP
3.4 低溫涂料
3.5 多發光體組分涂料
3.6 理想的PSP
3.7 涂料的性能指標
第4章 輻射能量轉移和基于光強的測量方法
4.1 輻射度的標記法
4.2 激發光
4.3 光發射和檢測器響應
4.4 基于光強的測量系統
4.4.1 CCD相機系統
4.4.2 激光掃描系統
4.5 數據的基本處理
第5章 圖像和數據分析技術
5.1 相機的幾何標定
5.1.1 共線性方程
5.1.2 直接線性變換
5.1.3 優化方法
5.2 相機輻射度的標定
5.3 自照射校正
5.4 圖像對準
5.5 壓力換算
5.6 低速流場的壓力外插校正
5.7 變形模型表面網格的生成
第6章 基于發光壽命的測量方法
6.1 涂料對時變激發光的發光響應
6.1.1 一階模型
6.1.2 高階模型
6.2 發光壽命測量技術
6.2.1 脈沖法
6.2.2 相位法
6.2.3 振幅調制法
6.2.4 選通光強比法
6.3 發光壽命成像
6.3.1 增強型CCI)相機
6.3.2 內選通CCD相機
6.4 壽命法應用實例
第7章 不確定度
7.1 光強法的不確定度
7.1.1 系統建模
7.1.2 誤差增長、敏感度和總體不確定度
7.1.3 光電探測器噪聲與壓力分辨率極限
7.1.4 模型變形所導致的誤差
7.1.5 溫度效應
7.1.6 標定誤差
7.1.7 發射光與激發光的時序變化
7.1.8 光譜的易變性和光學濾片的光泄漏
7.1.9 壓力映射誤差
7.1.10 涂層對流場的干擾
7.1.11 其他誤差源及其限制
7.1.12 基本誤差容許上限
7.1.13 集中力與力矩的不確定度
7.2 亞聲速翼型繞流的不確定度分析
7.3 原位標定的不確定度
7.3.1 試驗實例
7.3.2 仿真模擬
7.4 壽命法的不確定度
7.4.1 相位法
7.4.2 幅值調制法
7.4.3 選通光強比法
7.5 TSP的不確定度
7.5.1 誤差增長和有限的溫度分辨率
7.5.2 基本誤差源
第8章 時間響應
8.1 常規PSP的時間響應
8.1.1 擴散方程的解
8.1.2 壓力響應及最佳涂層厚度
8.2 多孔PSP的時間響應
8.2.1 平方律偏差
8.2.2 有效擴散率
8.2.3 擴散的時間尺度
8.3 壓力的時間響應測量
8.4 TSP的時間響應
8.4.1 脈沖激光對金屬薄膜的加熱
8.4.2 階梯式射流的沖擊冷卻
第9章 PSP的應用
9.1 低速流應用
9.1.1 翼型繞流
9.1.2 三角翼、後掠翼和汽車模型
9.1.3 沖擊射流
9.2 亞聲速、跨聲速和超聲速風洞中的應用
9.2.1 跨聲速流中的飛機模型
9.2.2 巡航狀態下的超臨界高速機翼
9.2.3 跨聲速翼身融合模型
9.2.4 跨聲速機翼的激光掃描壓力測量
9.2.5 超聲速進氣道邊界層控制
9.3 高超聲速風洞和激波風洞
9.3.1 超高聲速膨脹壓縮流動
9.3.2 運動激波對圓柱形立柱的沖擊效應
9.4 低溫風洞中的應用
9.5 旋轉機械的應用
9.5.1 激光掃描壓力測量
9.5.2 CcD相機成像壓力測量
9.6 沖擊射流的應用
9.7 飛行試驗中的應用
9.8 微噴管中的應用
第10章 TSP的應用
10.1 高超聲速氣流的應用
10.2 邊界層轉捩位置的測量
10.3 沖擊射流傳熱研究
10.4 激波邊界層的相互作用
10.5 激光點加熱及其傳熱測量
10.6 剪切流中熱膜表面溫度的測量
附錄A 標定裝置
附錄B PSP和TSP常規配方
參考文獻
1.1 壓力敏感涂料
1.2 溫度敏感涂料
1.3 發展歷程
第2章 光物理基礎
2.1 發光過程動力學
2.2 常規PSP的光物理模型
2.3 多孔PSP的光物理模型
2.3.1 碰撞控制模型
2.3.2 吸附控制模型
2.4 熱猝滅
第3章 涂料的物理性能
3.1 標定
3.2 典型的PSP
3.3 典型的TSP
3.4 低溫涂料
3.5 多發光體組分涂料
3.6 理想的PSP
3.7 涂料的性能指標
第4章 輻射能量轉移和基于光強的測量方法
4.1 輻射度的標記法
4.2 激發光
4.3 光發射和檢測器響應
4.4 基于光強的測量系統
4.4.1 CCD相機系統
4.4.2 激光掃描系統
4.5 數據的基本處理
第5章 圖像和數據分析技術
5.1 相機的幾何標定
5.1.1 共線性方程
5.1.2 直接線性變換
5.1.3 優化方法
5.2 相機輻射度的標定
5.3 自照射校正
5.4 圖像對準
5.5 壓力換算
5.6 低速流場的壓力外插校正
5.7 變形模型表面網格的生成
第6章 基于發光壽命的測量方法
6.1 涂料對時變激發光的發光響應
6.1.1 一階模型
6.1.2 高階模型
6.2 發光壽命測量技術
6.2.1 脈沖法
6.2.2 相位法
6.2.3 振幅調制法
6.2.4 選通光強比法
6.3 發光壽命成像
6.3.1 增強型CCI)相機
6.3.2 內選通CCD相機
6.4 壽命法應用實例
第7章 不確定度
7.1 光強法的不確定度
7.1.1 系統建模
7.1.2 誤差增長、敏感度和總體不確定度
7.1.3 光電探測器噪聲與壓力分辨率極限
7.1.4 模型變形所導致的誤差
7.1.5 溫度效應
7.1.6 標定誤差
7.1.7 發射光與激發光的時序變化
7.1.8 光譜的易變性和光學濾片的光泄漏
7.1.9 壓力映射誤差
7.1.10 涂層對流場的干擾
7.1.11 其他誤差源及其限制
7.1.12 基本誤差容許上限
7.1.13 集中力與力矩的不確定度
7.2 亞聲速翼型繞流的不確定度分析
7.3 原位標定的不確定度
7.3.1 試驗實例
7.3.2 仿真模擬
7.4 壽命法的不確定度
7.4.1 相位法
7.4.2 幅值調制法
7.4.3 選通光強比法
7.5 TSP的不確定度
7.5.1 誤差增長和有限的溫度分辨率
7.5.2 基本誤差源
第8章 時間響應
8.1 常規PSP的時間響應
8.1.1 擴散方程的解
8.1.2 壓力響應及最佳涂層厚度
8.2 多孔PSP的時間響應
8.2.1 平方律偏差
8.2.2 有效擴散率
8.2.3 擴散的時間尺度
8.3 壓力的時間響應測量
8.4 TSP的時間響應
8.4.1 脈沖激光對金屬薄膜的加熱
8.4.2 階梯式射流的沖擊冷卻
第9章 PSP的應用
9.1 低速流應用
9.1.1 翼型繞流
9.1.2 三角翼、後掠翼和汽車模型
9.1.3 沖擊射流
9.2 亞聲速、跨聲速和超聲速風洞中的應用
9.2.1 跨聲速流中的飛機模型
9.2.2 巡航狀態下的超臨界高速機翼
9.2.3 跨聲速翼身融合模型
9.2.4 跨聲速機翼的激光掃描壓力測量
9.2.5 超聲速進氣道邊界層控制
9.3 高超聲速風洞和激波風洞
9.3.1 超高聲速膨脹壓縮流動
9.3.2 運動激波對圓柱形立柱的沖擊效應
9.4 低溫風洞中的應用
9.5 旋轉機械的應用
9.5.1 激光掃描壓力測量
9.5.2 CcD相機成像壓力測量
9.6 沖擊射流的應用
9.7 飛行試驗中的應用
9.8 微噴管中的應用
第10章 TSP的應用
10.1 高超聲速氣流的應用
10.2 邊界層轉捩位置的測量
10.3 沖擊射流傳熱研究
10.4 激波邊界層的相互作用
10.5 激光點加熱及其傳熱測量
10.6 剪切流中熱膜表面溫度的測量
附錄A 標定裝置
附錄B PSP和TSP常規配方
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