本书较系统地介绍了有代表性的燃烧实验诊断技术，并以光谱法为重点，包括一阶弹性与非弹性散射法、三阶非线性散射法以及光学发射与吸收法，着重讲述了每种诊断技术的工作原理、测量方法、实验装置和应用举例，为读者了解与应用这些诊断技术提供了必需的基本知识。本书共12章，内容涉及分子光谱学、拉曼散射法、激光诱导荧光法、相干反斯托克斯拉曼散射法、简并四波混频法、红外吸收法、原子谐振吸收光谱法、固体推进剂燃速测量用X
射线法、超声波法和密闭燃烧器法。本书还介绍了激光多普勒测速仪、相位多普勒粒子分析仪、粒子成像测速仪、平面多普勒测速仪、分子示踪测速仪、激波管技术、燃烧声导纳测量以及内燃机汽缸内的流场与燃烧测量等。本书可作为工程热物理、热能动力、汽车内燃机、航空宇航推进理论与工程等学科专业的本科生与研究生教材或参考书，亦可供相关专业的科研和技术人员参考。
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第1章 绪论11.1 燃烧实验诊断的重要性1
1.2 实验诊断技术简介21.2.1 分类2
1.2.2 电磁波4
1.2.3 激光器4
1.2.4 燃烧温度与组分浓度测量6
1.2.5 速度测量8
1.2.6 粒子测量8
1.2.7 流场显示技术9
1.3 本书梗概10
习题11
第2章 激光多普勒测速仪122.1 概述12
2.2 基本概念与测量原理132.2.1 粒子光散射13
2.2.2 激光多普勒效应17
2.2.3 双光束光路的条纹模型与基本参数19
2.2.4 光外差检测21
2.3 光学器件272.3.1 激光器27
2.3.2 光纤及其耦合32
2.3.3 光学通路33
2.4 散射粒子及其撒播36
2.5 光学频移40
2.6 其它类型的激光多普勒测速仪412.6.1 多点测量用测速仪41
2.6.2 激光双焦点测速仪42
2.6.3 采用光致电动势检测器的激光多普勒测速仪43
习题45
第3章 相位多普勒粒子分析仪463.1 两相流的测量参数463.1.1 概述46
3.1.2 流量与浓度测量48
3.2 测量粒子尺寸的原理513.2.1 几何光学的应用51
3.2.2 光路配置54
3.2.3 测量原理55
3.2.4 标定曲线的计算57
3.3 光路参数的选择与光路调节573.3.1 光路参数选择57
3.3.2 光路调节58
3.4 信号处理583.4.1 接收光学58
3.4.2 信号处理方法59
3.4.3 实时信号分析仪63
3.4.4 参数设置66
3.5 应用中的几个问题673.5.1 观察窗的设计与散射角的选取67
3.5.2 测量体内粒子运动轨迹的影响68
3.5.3 粒子数密度的影响73
3.5.4 粒子形状的影响73
3.5.5 数密度与体积流量测量75
习题76
第4章 平面流场的二维测速技术774.1 粒子成像测速仪774.1.1 概述77
4.1.2 粒子图像的记录与处理78
4.1.3 实验装置及其优化设计85
4.1.4 全息粒子成像测速仪88
4.2 平面多普勒测速仪91
4.3 分子示踪测速仪934.3.1 测试原理及其技术实现93
4.3.2 估计位移向量的空间相关技术96
习题100
第5章 分子光谱学1015.1 分子光谱简介1015.1.1 电子—振动—转动光谱101
5.1.2 谱线加宽效应104
5.2 双原子分子的电子能级1065.2.1 电子能级的描述106
5.2.2 能级的分布108
5.3 能级间原子跃迁的选择规则1095.3.1 原子跃迁的基本选择规则与允许的转动量子数变化值109
5.3.2 其它选择规则111
5.4 羟基的光谱112
习题114
第6章 拉曼散射法1166.1 拉曼散射简介1166.1.1 拉曼散射概述116
6.1.2 拉曼散射的由来119
6.1.3 双原子分子的拉曼光谱120
6.2 线性（自发）拉曼散射1236.2.1 测量原理123
6.2.2 实验装置125
6.3 转动拉曼散射127
6.4 增强型拉曼散射1286.4.1 概述128
6.4.2 斯托克斯拉曼散射法测温度与浓度129
6.4.3 反向拉曼散射法测温度130
习题133
第7章 激光诱导荧光法1347.1 概述134
7.2 原理1377.2.1 分子状态间的能量传输137
7.2.2 速率方程分析137
7.2.3 浓度测量用方程139
7.2.4 温度测量用方程145
7.2.5 激光诱导荧光与线性拉曼散射的比较146
7.3 测量方法1477.3.1 组分成像147
7.3.2 温度成像149
7.3.3 速度成像151
7.4 光学布置与实验装置1537.4.1 光学布置153
7.4.2 实验装置153
7.5 应用举例1557.5.1 由浓度测量研究热解机理155
7.5.2 高压燃烧器中的应用156
7.5.3 激波风洞喷管流中的温度测量160
7.5.4 撞击式喷注器的推进剂喷雾特性161
习题164
第8章 相干反斯托克斯拉曼散射和简并四波混频法1658.1 非线性光学散射过程165
8.2 相干光的概念与特性167
8.3 三阶非线性极化率170
8.4 相干反斯托克斯拉曼散射法1718.4.1 简介171
8.4.2 温度与组分浓度测量176
8.4.3 实验装置178
8.4.4 多色技术181
8.5 简并四波混频法1868.5.1 基本原理186
8.5.2 实验方法190
习题196
第9章 激波管与光学发射—吸收法1979.1 激波管1979.1.1 激波管技术的主要特点197
9.1.2 气体驱动激波管198
9.1.3 激波管的工程计算方法201
9.2 光学发射与吸收法2059.2.1 一般的光学发射与吸收法205
9.2.2 光纤耦合红外吸收法210
9.3 应用举例2169.3.1 化学动力学研究216
9.3.2 燃烧反应流研究221
习题229
第10章 固体火箭发动机的燃烧实验诊断法23110.1 燃速测量23110.1.1 X射线法231
10.1.2 超声波法240
10.1.3 密闭燃烧器法250
10.2 燃烧表面声导纳的测量25510.2.1 不稳定燃烧分类与声学不稳定燃烧的特点255
10.2.2 基本概念256
10.2.3 理论分析260
10.2.4 实验测量与数据处理方法261
习题268
第11章 内燃机的燃烧实验诊断法27011.1 流速测量数据的处理方法27011.1.1 流动特征数的计算270
11.1.2 汽缸内流速的计算272
11.2 汽缸内的流场测量27711.2.1 油气两相流测量278
11.2.2 湍流测量283
11.3 汽缸内的燃烧测量28611.3.1 内燃机工作过程内视研究的概况286
11.3.2 燃烧产物一氧化氮和甲醛的浓度测量288
11.3.3 燃料射流和燃烧火焰的图像显示294
习题296
第12章 其它实验诊断方法29812.1 探针法29812.1.1 各类探针简介298
12.1.2 探针法测量误差302
12.2 普通摄影（摄像）法303
12.3 纹影法30412.3.1 普通纹影法305
12.3.2 激光纹影法306
12.4 全息摄影法30612.4.1 分类307
12.4.2 外差式全息干涉法310
12.5 电子能谱法31412.5.1 扫描电子显微镜314
12.5.2 燃烧诊断用的电子能谱317
习题318
参考文献319
附录 英文缩写词汇327
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