激光在湍流等離子體鞘套中的傳輸特性研究
發(fā)布時間：2020-12-30 23:53
高超聲速飛行器周圍會形成等離子體包覆的流場（也稱“等離子體鞘套”）,此鞘套層會導致通信中斷。研究等離子體鞘套中的通信中斷問題對于航空航天事業(yè)的發(fā)展具有重大意義,隨著研究者對等離子體鞘套特性以及鞘套與電磁波相互作用機理研究的不斷深入,發(fā)現(xiàn)等離子體鞘套中鞘套中的湍流效應也是影響通信質量的重要因素,所以鞘套中湍流性質作為一種新的研究機理開始引起廣泛的關注。1、為了研究激光在湍流等離子體鞘套中的傳輸特性,首先在高為61km飛行速度23.9馬赫的典型飛行場景下,采用不同化學反應模型和湍流模型,基于密度加權的Navier-Stokes（N-S）方程模擬計算了典型飛行目標RAM-C的湍流等離子體鞘套,將其壁面電子密度與同條件下的飛行試驗結果進行對比驗證,驗證結果表明:采用Gupta化學反應模型與剪切應力運輸湍流模型或k-?湍流模型模擬湍流等離子體鞘套時,模擬結果與飛行試驗結果基本相符。然后對飛行高度為61千米,飛行速度為23.9馬赫時湍流等離子體鞘套進行統(tǒng)計分析,結果表明在此飛行場景下折射率起伏方差的強度范圍10-1110-14,而且...
【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：119 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
典型目標三維網(wǎng)格剖分圖
第二章 湍流等離子體鞘套計算和分析19圖2.2 典型目標對稱面網(wǎng)格剖分圖2.2.2 湍流等離子體鞘套算例驗證圖2.3 k 湍流模型壁面電子數(shù)密度分布圖 2.3 為 23.5Ma，61km 飛行場景下，利用k 湍流模型與不同的化學反應模型組合模擬等離子體鞘套得到的壁面電子數(shù)密度與飛行試驗壁面電子數(shù)密度的對比圖。由圖 2.3 可知，Gupta 化學反應模型和湍流 模型的組合的前兩個點的模擬數(shù)據(jù)低于飛行試驗數(shù)據(jù)，第三個點的模擬數(shù)據(jù)略高于飛行試驗點數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)差值均不超過 1 個數(shù)量級。Park85 化學反應模型和湍流 模型的組合的第一個點的模擬數(shù)據(jù)高于飛行試驗數(shù)據(jù)，后兩個點的模擬數(shù)據(jù)略高于飛行試驗點數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)差值也不超過1 個數(shù)量級。Park93 化學反應模型和湍流 模型的組合的所有三維模擬數(shù)據(jù)都低0 1 2 3 4 51E+081E+091E+101E+111E+121E+131E+141E+151E+16Ma=23.9：Gupta模型+k- 模型Ma=23
26（c）5019 case圖2.7 飛行目標對稱面上電子數(shù)密度分布(No/cm3)圖 2.7 為不同飛行條件下，飛行目標對稱面上的電子數(shù)密度分布，電子數(shù)密度取以 10 為底的對數(shù)，其中 4518 表示飛行高速為 45 馬赫，飛行速度為 18 馬赫，5018 和5019 與之類似。由圖可知，在飛行目標的頭部，電子數(shù)密度比較高，這是因為頭部溫度和壓強比較高，導致空氣的電離度比較高。對比圖 2.7(a)和圖 2.7(b)可知，當飛行速度相同時
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高空平臺組網(wǎng)中基于神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型的頻譜分配方法研究[J]. 何異舟. 現(xiàn)代電信科技. 2017(04)
[2]時空非均勻等離子體鞘套中太赫茲波的傳播特性[J]. 陳偉,郭立新,李江挺,淡荔. 物理學報. 2017(08)
[3]大氣湍流中貝塞爾-高斯渦旋光束傳播性能分析[J]. �；�,韓一平. 激光技術. 2017(03)
[4]Influences of Turbulent Reentry Plasma Sheath on Wave Scattering and Propagation[J]. 劉智惟,包為民,李小平,石磊,劉東林. Plasma Science and Technology. 2016(06)
[5]Characterization and Performance Evaluation of Turbulent Plasma Sheath Channel[J]. Jingzhuo Zhang,Guolong He,Peng Bai,Jianhua Lu,Ning Ge. 中國通信. 2016(06)
[6]臨近空間等離子體鞘套對太赫茲波傳播特性分析[J]. 蔣金,陳長興,任曉岳,周天翔,陳婷,周弘毅. 空軍工程大學學報(自然科學版). 2015(05)
[7]隨機相位屏法數(shù)值模擬太赫茲波在湍流大氣中的傳輸[J]. 李婉,曾曙光,劉雁. 激光與光電子學進展. 2015(08)
[8](高)超聲速流動試驗技術及研究進展[J]. 易仕和,陳植,朱楊柱,何霖,武宇. 航空學報. 2015(01)
[9]納微米級孔隙氣體流動數(shù)學模型及應用[J]. 朱維耀,馬千,鄧佳,馬東旭,宋智勇,岳明. 北京科技大學學報. 2014(06)
[10]信號在時變等離子體中的傳播特性[J]. 楊敏,李小平,劉彥明,石磊,謝楷. 物理學報. 2014(08)
博士論文
[1]等離子鞘套的電磁波傳播與散射關鍵問題研究[D]. 陳偉.西安電子科技大學 2018
[2]超聲速光學頭罩流場精細結構及其氣動光學效應的機理研究[D]. 田立豐.國防科學技術大學 2011
[3]高速流動精細數(shù)值模擬、實驗研究及其在氣動光學中的應用[D]. 馮定華.國防科學技術大學 2010
[4]自由空間光通信系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 鄧天平.華中科技大學 2007
碩士論文
[1]鈉導光空間通信系統(tǒng)性能特性研究[D]. 陳閃.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]采用層析法對實際采集數(shù)據(jù)的計算全息研究[D]. 羅天嬌.昆明理工大學 2016
[3]認知無線網(wǎng)絡協(xié)作頻譜感知關鍵技術研究[D]. 李明源.解放軍信息工程大學 2013
[4]高速目標非平衡繞流模擬及等離子體流場分布研究[D]. 華彩成.西安電子科技大學 2013
[5]大氣湍流中激光波束和脈沖傳輸特性[D]. 張洪江.西安電子科技大學 2009
本文編號：2948536
【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：119 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
典型目標三維網(wǎng)格剖分圖
第二章 湍流等離子體鞘套計算和分析19圖2.2 典型目標對稱面網(wǎng)格剖分圖2.2.2 湍流等離子體鞘套算例驗證圖2.3 k 湍流模型壁面電子數(shù)密度分布圖 2.3 為 23.5Ma，61km 飛行場景下，利用k 湍流模型與不同的化學反應模型組合模擬等離子體鞘套得到的壁面電子數(shù)密度與飛行試驗壁面電子數(shù)密度的對比圖。由圖 2.3 可知，Gupta 化學反應模型和湍流 模型的組合的前兩個點的模擬數(shù)據(jù)低于飛行試驗數(shù)據(jù)，第三個點的模擬數(shù)據(jù)略高于飛行試驗點數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)差值均不超過 1 個數(shù)量級。Park85 化學反應模型和湍流 模型的組合的第一個點的模擬數(shù)據(jù)高于飛行試驗數(shù)據(jù)，后兩個點的模擬數(shù)據(jù)略高于飛行試驗點數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)差值也不超過1 個數(shù)量級。Park93 化學反應模型和湍流 模型的組合的所有三維模擬數(shù)據(jù)都低0 1 2 3 4 51E+081E+091E+101E+111E+121E+131E+141E+151E+16Ma=23.9：Gupta模型+k- 模型Ma=23
26（c）5019 case圖2.7 飛行目標對稱面上電子數(shù)密度分布(No/cm3)圖 2.7 為不同飛行條件下，飛行目標對稱面上的電子數(shù)密度分布，電子數(shù)密度取以 10 為底的對數(shù)，其中 4518 表示飛行高速為 45 馬赫，飛行速度為 18 馬赫，5018 和5019 與之類似。由圖可知，在飛行目標的頭部，電子數(shù)密度比較高，這是因為頭部溫度和壓強比較高，導致空氣的電離度比較高。對比圖 2.7(a)和圖 2.7(b)可知，當飛行速度相同時
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高空平臺組網(wǎng)中基于神經(jīng)網(wǎng)絡預測模型的頻譜分配方法研究[J]. 何異舟. 現(xiàn)代電信科技. 2017(04)
[2]時空非均勻等離子體鞘套中太赫茲波的傳播特性[J]. 陳偉,郭立新,李江挺,淡荔. 物理學報. 2017(08)
[3]大氣湍流中貝塞爾-高斯渦旋光束傳播性能分析[J]. �；�,韓一平. 激光技術. 2017(03)
[4]Influences of Turbulent Reentry Plasma Sheath on Wave Scattering and Propagation[J]. 劉智惟,包為民,李小平,石磊,劉東林. Plasma Science and Technology. 2016(06)
[5]Characterization and Performance Evaluation of Turbulent Plasma Sheath Channel[J]. Jingzhuo Zhang,Guolong He,Peng Bai,Jianhua Lu,Ning Ge. 中國通信. 2016(06)
[6]臨近空間等離子體鞘套對太赫茲波傳播特性分析[J]. 蔣金,陳長興,任曉岳,周天翔,陳婷,周弘毅. 空軍工程大學學報(自然科學版). 2015(05)
[7]隨機相位屏法數(shù)值模擬太赫茲波在湍流大氣中的傳輸[J]. 李婉,曾曙光,劉雁. 激光與光電子學進展. 2015(08)
[8](高)超聲速流動試驗技術及研究進展[J]. 易仕和,陳植,朱楊柱,何霖,武宇. 航空學報. 2015(01)
[9]納微米級孔隙氣體流動數(shù)學模型及應用[J]. 朱維耀,馬千,鄧佳,馬東旭,宋智勇,岳明. 北京科技大學學報. 2014(06)
[10]信號在時變等離子體中的傳播特性[J]. 楊敏,李小平,劉彥明,石磊,謝楷. 物理學報. 2014(08)
博士論文
[1]等離子鞘套的電磁波傳播與散射關鍵問題研究[D]. 陳偉.西安電子科技大學 2018
[2]超聲速光學頭罩流場精細結構及其氣動光學效應的機理研究[D]. 田立豐.國防科學技術大學 2011
[3]高速流動精細數(shù)值模擬、實驗研究及其在氣動光學中的應用[D]. 馮定華.國防科學技術大學 2010
[4]自由空間光通信系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 鄧天平.華中科技大學 2007
碩士論文
[1]鈉導光空間通信系統(tǒng)性能特性研究[D]. 陳閃.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]采用層析法對實際采集數(shù)據(jù)的計算全息研究[D]. 羅天嬌.昆明理工大學 2016
[3]認知無線網(wǎng)絡協(xié)作頻譜感知關鍵技術研究[D]. 李明源.解放軍信息工程大學 2013
[4]高速目標非平衡繞流模擬及等離子體流場分布研究[D]. 華彩成.西安電子科技大學 2013
[5]大氣湍流中激光波束和脈沖傳輸特性[D]. 張洪江.西安電子科技大學 2009
本文編號：2948536
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2948536.html
教材專著
