【摘要】：由于缺少相關(guān)的理論基礎(chǔ),藍(lán)綠激光技術(shù)在高速�；b備上的應(yīng)用發(fā)展緩慢。當(dāng)載體在水下處于高速運(yùn)動狀態(tài)時,產(chǎn)生的繞流會對光波的波面產(chǎn)生作用,出現(xiàn)閃爍、漂移、像點拌動和擴(kuò)展等“液動效應(yīng)”現(xiàn)象,影響藍(lán)綠激光在水下的傳輸,從而對高速載體的激光探測精度造成很大的影響。而目前研究較多的水下激光靜態(tài)傳輸特性并不能解決此問題,因此,本文結(jié)合流體力學(xué)與海洋光學(xué)理論,對藍(lán)綠激光在動態(tài)海水繞流中的傳輸特性展開了系統(tǒng)研究。 首先分析藍(lán)綠激光在海水中的靜態(tài)傳輸特性,推導(dǎo)了靜態(tài)條件下激光回波功率方程。并結(jié)合流體力學(xué)中的邊界層、湍流以及空化等理論,分析出影響激光在動態(tài)繞流中正常傳輸?shù)年P(guān)鍵因素,建立激光在動態(tài)繞流中傳輸?shù)某醪侥Ｐ�。然�?運(yùn)用FLUENT軟件對海水動態(tài)繞流進(jìn)行數(shù)值分析,得到了載體繞流場中各相流場分布,計算并擬合了海水介質(zhì)中懸浮粒子濃度分布與激光傳輸距離的關(guān)系式,并利用此關(guān)系式進(jìn)一步完善了理論推導(dǎo)出的動態(tài)模型。同時,探討了邊界層的流場結(jié)構(gòu)、分布特征和光學(xué)信道位置的變化對懸浮粒子引起的準(zhǔn)直光束衰減的影響。最后,設(shè)計了水下激光試驗樣機(jī),開展了水槽試驗與水洞試驗,結(jié)果表明該水下繞流中激光傳輸特性的研究方案可行,試驗結(jié)果與理論計算結(jié)果吻合,驗證了該理論模型的正確性。 本文研究結(jié)果可為藍(lán)綠激光在水下高速載體上的應(yīng)用提供理論依據(jù)和設(shè)計參考,而且文中將計算流體力學(xué)與水洞試驗相結(jié)合的方案,為水下藍(lán)綠激光的研究提供了一種新的方法。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P715.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2732592