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本文工作是总装备部“十五”气动预研子项目“激光-超声旋涡测量技术工程化研究”的一部分。研究工作所涉及的“激光-超声旋涡测量技术”是一种新型的流场测量技术。该技术的显著特点是无需在流场中注入粒子，它是建立在声-光干涉基础上的一种测量方法。超声波在流体中传播时，由于光弹效应使流体介质折射率发生周期性变化，形成运动的超声光栅，当激光束通过该光栅时发生衍射，使激光束发生偏转，从而用激光束偏转来记录超声信号在流场中的传递时间变化，用超声波信号在两束或更多束激光之间传递的时间差记录该处流场参数(速度)的变化，以实现对流动速度、旋涡环量的测量。因此，可以对旋涡场中的任何一点(包括涡核处)的流动进行准确的定量测量，为研究旋涡流动的稳定性与破裂特性提供了有力的测量手段。主要研究工作包括三方面研究内容：
①把课题组研制的“激光-超声旋涡测量系统”的工程化子系统“激光光学系统、超声发射系统、光-电信号接收转换系统及数据采集系统”组建为完整的测量系统，对测量系统进行调试和校核；
②开发研制测量数据处理和流场重建软件，为工程化“激光-超声旋涡测量系统”提供配套软件；
③对“激光-超声旋涡测量系统”进行风洞试验验证，验证测量系统的可行性与技术指标。研究工作获得以下结论：
1)课题组所研制的“激光-超声旋涡测量系统”是成功的，达到了工程化设计指标要求，整体技术水平达到国外同类测量系统水平。该测量系统适用于旋涡流场的测量，可作为迎角旋涡稳定性和破裂特性的有效测量手段，在1.5m和3m量级生产性低速风洞推广使用。
2)基于Hamel-Oseen旋涡模型，附以半圆弧段外部势流涡组成旋涡模型，根据激光-超声旋涡测量系统测量的流场数据，确定旋涡剪切层位置、旋涡环量及其分布。采用Maple软件，利用四阶精度的牛顿-柯特斯公式进行数值求解，开发研制具有对试验数据进行处理和流场重建功能的测量数据后处理软件，完成流场重建工作。
试验验证表明，本文研制开发的数据处理和流场重建软件对试验测量数据的处理方法是正确的，软件功能齐全、运行可靠，可满足对试验数据进行实时处理和流场重建的需要，可作为工程化“激光-超声旋涡测量系统”的一部分推广使用。
3)本文研究的激光-超声旋涡测量技术的一个最显著的特点是无需在流场中注入粒子，根据声光干涉原理，利用连续超声信号记录流场参数(速度、环量)变化，因此可以对旋涡场中任何一点处的流动进行准确的瞬时定量测量，能真实反映涡核处的流动情况，准确描述涡核结构，不存在粒子测速技术伴随的信号脱落问题，在旋涡流动稳定性和破裂特性研究方面具有明显的优势，是真正的无干扰、非接触测量技术，为基础和应用研究、以及飞机、导弹、火箭、鱼雷等航行器研制中的旋涡流动问题的研究提供了有效的试验研究平台。