中文摘要：

纳米流体，作为一种新型换热工质，是近十多年工程热物理领域中最活跃的研究对象之一。纳米流体的换热能力与流体中纳米颗粒的运动特征、粒径和定向流速等参数密切相关。纳米流体中颗粒参数的现有测量方法仅适用于均匀流。然而，实际流体在管路里流动会存在速度梯度，进而导致纳米流体中颗粒定向运动和布朗运动之间的耦合。本项目旨在研究梯度场下纳米流体中颗粒运动特征、粒径和定向流速的激光自混频测量方法。激光聚焦于纳米流体中颗粒上，借助光散射理论将纳米流体中颗粒运动特征反映到颗粒后向散射光动态信号中，颗粒的后向散射光反馈入激光谐振腔内，经自混频效应转换成自混频信号。自混频信号包含颗粒的运动特征、粒径和定向流速等信息。通过自混频信号的自相关和功率谱密度函数来研究纳米颗粒运动特征并提取粒径和定向流速等参数。本项目为纳米流体的机理性研究、制备和应用提供一种测试手段，也可应用于含纳米颗粒两相流的在线监测中。