论文摘要
利用光声光谱技术进行痕量气体的检测具有独特的优势,光声池是系统装置中最为重要的核心部件,它决定着整机性能的优劣.以一圆柱形共振型光声池为研究对象,基于声学与吸收光谱学的基本理论,建立了光声池声场激发的数学模型;利用数值模拟方法对光声池空腔结构进行了声学模态仿真,获得了前8阶声学模态值以及声压可视化振型;在考虑热黏性声学损耗的作用下,对光声池进行了热-声耦合多物理场仿真计算;将仿真结果与解析计算和实验结果进行对比,明确了利用数值模拟方法来计算光声池有关指标的可靠性与可行性;针对光声池的优化问题,提出了一种将响应面代理模型与遗传算法相结合的优化算法,在将原光声池中的谐振腔两端形貌更改为喇叭口形的情况下,通过优化算法获得了以光声池品质因数Q及池常数Ccell为最大值寻优的Pareto最优解集;选取一组解进行考察,结果表明,代理模型预测值与数值模拟值指标最大误差仅为1.3%,优化后的新型光声池Q较之前增长了48.9%, Ccell增长了34.4%.研究方法可为光声光谱中光声池的优化设计提供参考借鉴.
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 程刚,曹渊,刘锟,曹亚南,陈家金,高晓明
关键词: 光学,光声光谱,光声池,数值计算
来源: 物理学报 2019年07期
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑
专业: 化学
单位: 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,中国科学院安徽光学精密机械研究所,中国科学技术大学
基金: 国家重点研发计划(批准号:2017YFC0209700),国家自然科学基金(批准号:41730103,41575030,41475023)资助的课题~~
分类号: O657.3
页码: 139-149
总页数: 11
文件大小: 1772K
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