激光状态方程实验中的误差相关性研究及数据在线处理程序开发

摘要

状态方程是描述物质系统中各状态变量之间关系的一个函数表达式，用来表达在一定热力学条件下物质的性状。状态方程研究在自然科学的发展过程中具有重要意义。它在热力学，统计物理学，流体力学，等离子体物理学，核聚变，基本粒子物理，地球物理，天体演化，武器设计等许多领域和大量实际问题中都有着广泛并不可缺的应用。 本文第一章回顾了状态方程发展历史，状态方程的研究方法以及近年来倍受关注的激光状态方程发展的概况。 第二章介绍了“神光Ⅱ”装置上进行的激光状态方程实验，介绍了激光状态方程研究中所涉及的各个环节，比较详细介绍了在攻读硕士期间所参与的工作，如靶的测试、条纹相机扫速和分辨率的标定等，并简单介绍了神光装置上进行的系列实验及其结果。 后两章主要讲述了硕士期间的所做的工作，其中第三章比较详细的阐述了激光状态方程阻抗匹配实验中物理量测量不确定的评定方法，着重分析讨论了物理量相关性的问题，并通过激光状态方程现有实验数据计算，给出了物理量相关性项对最终测量量PM、uM不确定度影响的大小。计算结果表明，引用物理量(cs、λs)的相关性对uM不确定度的影响很小，而物理量(Dm、um)的相关性对PM的不确定度影响比较大。第四章介绍了一套针对激光状态方程数据在线处理的程序，该数据处理程序减少了手工处理方法引入的人为因素的影响，减小了随机误差，大大提高了数据处理效率。更为重要的是，通过在线程序可以在现场即时地给出处理结果，因而能及时发现实验中所存在的问题，并可以通过及时改变或优化各种实验条件，有效地引导下一发次实验的顺利进行，从而提高实验成功率。同时，利用程序对激光状态方程实验数据处理结果与手工处理结果的比对，证明程序处理的结果非常可靠。进一步，程序在线处理的实际应用充分反映了程序的高效性。

目录

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第一章状态方程概述

1.1状态方程概念及发展现状

1.2状态方程的研究方法

1.2.1状态方程实验研究方法

1.2.2论分析和数值模拟方法

1.2.3半经验半理论方法

1.3激光状态方程简介

第二章激光状态方程实验介绍

2.1“神光Ⅱ”装置简介及实验光路排布

2.2激光驱动冲击波的平面性、稳定性和干净性

2.2.1激光驱动冲击波的平面性与焦斑均匀照明技术

2.2.2激光驱动冲击波的稳定性

2.2.3激光驱动冲击波的干净性

2.3靶参数设计原则

2.4厚度与时间的测量

2.4.1厚度测量

2.4.2 时间测量

2.5神光Ⅱ装置上进行的状态方程实验及结果

第三章误差分析及物理量相关性问题讨论

3.1激光状态各物理量分类及不确定度处理

3.1.1台阶厚度测量的不确定度

3.1.2冲击波渡越时间测量的不确定度

3.1.3材料初始密度测量的不确定度

3.1.4标准材料数据使用和处理

3.1.5冲击波速度的不确定度

3.1.6粒子速度u、冲击压强P的不确定度

3.2物理量的相关性对uM、PM不确定度的影响

3.2.1 cs、λs相关性对待测材料粒子速度uM不确定度的影响

3.2.2物理量DM与uM的相关性对待测材料压强PM不确定度的影响

结论

第四章在线处理程序开发及应用

4.1程序处理对象介绍

4.1.1冲击波脱出靶面时刻的确定原则

4.2程序模块开发及相应功能

4.2.1程序处理原则

4.2.2状态参量计算部分

4.2.3程序处理结果的存储及输出

4.2.4程序性能测试及应用

结论

第五章总结

参考文献

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