50、材料变形与激光调制及森林火灾模拟研究进展

材料变形与激光调制及森林火灾模拟研究进展

在材料科学、电子技术以及环境科学等多个领域，研究人员不断探索新的方法和技术以解决实际问题。本文将介绍石灰岩试件在单轴压缩载荷下的变形场研究、垂直腔面发射激光器（VCSEL）多调制在相干布居囚禁（CPT）原子钟中的应用，以及北京森林防火系统的动态数据驱动森林火灾模拟系统的设计与实现。

石灰岩试件单轴压缩变形场研究

在材料力学研究中，了解岩石在受力情况下的变形场对于评估岩石的稳定性和力学性能至关重要。研究人员通过单轴压缩试验，利用粒子图像测速技术（PIV），对石灰岩试件的变形场进行了深入研究。
- 位移场处理 ：通过对试验过程中的视频图像进行处理，得到了试件的位移场。在滤波前后，位移场的分布和数值几乎保持不变，但滤波后的位移在任何位置的变化更加平滑。
- 亚像素位置确定 ：在亚像素级别计算最大相关系数，并利用高斯拟合来估计点邻域的位移。亚像素位置通过以下公式确定：
[
x_0 = \frac{\ln R(i - 1,j) - \ln R(i + 1,j)}{2[\ln R(i - 1,j) + \ln R(i + 1,j) - 2\ln R(i,j)]}
]
[
y_0 = \frac{\ln R(i,j - 1) - \ln R(i,j + 1)}{2[\ln R(i,j - 1) + \ln R(i,j + 1) - 2\ln R(i,j)]}
]
其中，$R(i,j)$ 是相关系数矩阵在坐标 $(i,j)$ 处的最大值，$R(i - 1,j)$、$R(i + 1,j)$、$R(i,j - 1)