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《柱流場對激光傳輸影響的數(shù)值模擬》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第6卷第1期現(xiàn)代應用物理Vo1．6．NO．12015年3月MODERNAPPLIEDPHYSICSMar．2O15亞聲速球／柱流場對激光傳輸影響的數(shù)值模擬關奇，陳志華，杜太焦，閆偉，彭國良(西北核技術研究所，西安710024)摘要：采用大渦模擬的方法計算了來流速度為0．6Ma的球／柱體附近的流場，并采用相屏法研究了該流場對激光傳輸?shù)挠绊憽＝Y果表明：球頭附近的流場引起的氣動光學效應對傳輸?shù)竭h場的激光光斑特性有較大影響，影響程度隨激光傳輸方向而變化，并且激光發(fā)射孔徑越大、激光波長越短，影響程度越大。關鍵詞：激光傳輸；氣動光學效應；大渦模
2、擬中圖分類號：TN012；O43文獻標志碼：A文章編號：2095—6223(2015)01—032～05NumericalSimulationofAero-OpticalEffectsofaLaserBeamPropagatingThroughaSubsonicHemispherical／CylindricalFlowFieldGUANQi，CHENZhi—hua，DUTai—jiao，YANWei，PENGGuo—liang(NorthwestInstituteofNuclearTechnology，Xi’an710024，Chi
3、na)Abstract：Theaero—opticaleffectsofalaserbeampropagatingthroughtheflowfieldofahemispherical／cylindricalstructureatavelocityof0．6Mawereinvestigatedusingthelargeeddysimulationmethodcombinedwiththephasescreenmethod，andthelasercharacteristicsinfarfieldwereexaminedundervar
4、iousconditions．Theresultsshowthattheaero～opticaleffectsattheheadofthehemispherical／cylindricalstructurestronglyaffectthefar—fieldlasercharacteristics．andthescaleoftheeffectdiffersfordifferentelevationangles．Forlargerap—ertureandshorterlaserwavelength，theeffectsbecomemo
5、reserious．Keywords：laserpropagation；aero—opticaleffect；largeeddysimulation近年來，激光技術越來越廣泛地應用于機載系可對湍流流場進行模擬，然后根據(jù)湍流流場的信息，統(tǒng)中。高速運動的飛行器周圍會產生復雜的流場，構造氣動光學相位屏，再進一步研究其對激光傳輸?shù)氖蛊渲袀鬏數(shù)募す猱a生附加的相位畸變，進而影響影響。氣動光學效應數(shù)值模擬的基礎是湍流流場的激光的傳輸特性，這種效應稱作氣動光學效應l1]。數(shù)值模擬。近幾年發(fā)展并逐步完善的大渦模擬(1arge研究氣動光學效應的方法有實
6、驗方法、理論分eddysimulation，LES)方法能以較少的計算資源獲得析方法及數(shù)值模擬方法。引起氣動光學效應的氣動足夠多的與光學畸變相關的湍流信息，因而成為研究流場，包括湍流剪切層、邊界層、繞流等各種復雜的氣動光學效應的主要數(shù)值模擬方法之一l1。流場。由于這些湍流流場不再是均勻和各向同性球／柱形結構是一種常見的機載激光結構，前人的，因此，研究激光大氣傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)理論分析方法_2]針對此結構氣動流場引起的光程差變化及統(tǒng)計分已不適用于氣動光學效應研究。利用數(shù)值模擬方法析，開展了很多研究_l3]。本文采用數(shù)值模擬方法收稿日期：201
7、4—12—10；修回日期：2015—01—14作者簡介：關奇(1989一)，女，吉林長春人，助理研究員，碩士研究生，主要從事激光大氣傳輸和氣動光學效應研究。E—mail：guanqi@nint．ac．cn34現(xiàn)代應用物理第6卷目i／U因此，波長對光程差的影響體現(xiàn)在G—D系數(shù)2l上。以波長分別為1．315和3．8m的激光為例，它們引起KGD的改變量記為△KGD，且△KGD=KGD(1．315)一KGD(3．8)一8．54X10一m。·kg～由于KGD約為10m?！g一，AKGD《KGD，因O．5OO．75此，在近紅外至中紅外波段附近
8、，對光程差的分析不D／m考慮波長的影響，只給出一1．315m的計算結果。圖4不同發(fā)射角下，rOPD隨發(fā)射孔徑D的變化2．2傳輸方向的影響Fig．4t'OpDVs．Dfordifferentelevationangles按照式(3)分別
