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DF/HF化学激光器是目前连续出光功率最高的激光器之一,光腔中流场的混合效率、压强、温度以及轴向速度等参数的大小和分布是决定激光器性能的关键因素,深入研究它们对设计高性能激光器有重要意义。本文全面系统地对激光器中的流场进行实验、数值模拟和理论研究,重点分析了目前倍受关注、性能很好的HYLTE喷管流场的混合状况。 氧化剂和燃料的混合状况一直是DF/HF化学激光器发展过程中的重要研究课题,激光诱导碘荧光（LIIF）是研究该问题比较理想的实验方法。本文首先对LIIF技术进行了系统地研究,根据碘分子的荧光强度表达式和吸收谱线,从理论上推导出荧光强度随激发激光波长的变化关系,并进行了实验验证。结合目前各种激光器的发展现状,认为波长为532nm的激光可以代替514.5nm的激光成为LIIF应用的新的激发光源。这一结论为LIIF系统的小型化奠定了基础。 在用LIIF测量DF/HF化学激光器流场的实验中,氦和碘的混合物被用来代替实际的氘、氢、氮、氦等混合气体,所测得的流场和实际情况存在差别。利用3D数值模拟软件计算了激光器流场和不同氦碘百分比的实验流场,通过比较不同条件下流场中关键物质的组分分布情况,得到:当碘分子的质量百分比不是很高时,用LIIF测量DF/HF激光器HYLTE喷管的混合性能具有较高的精度。研究结果为实验提供了依据。 设计实验对一个具有十个支流的管路流场的静压和总压进行测量,发现:沿气流方向,管路中的静压上升,但变化的相对值不大,而总压则呈下降趋势;随着管路的入口气压增大,总压损失的绝对值变大,但其相对值逐渐减小,并趋于一个稳定的值。结果说明,在同一HYLTE喷管条中,不同燃料喷管的入口压强并不相同,使得它们与氧化剂流的混合存在差异。数值计算了在不同入口总压下,不同喉道高度的轴对称和平面对称LAVAL喷管中,D2、H2、He三种气体的质量流量的理论值和模拟值,得到质量流量系数主要受边界层的影响,它随喷管入口总压的增加而增加、随喉道高度的增大而先增大后减小的结论,并给出了表达它们关系的拟合公式。这些结果对HYLTE喷管的工程设计和优化有重要的指导意义。