水下湍流連續(xù)相位屏生成的仿真研究
本文選題:海洋光學(xué) + 水下湍流。 參考:《紅外與激光工程》2017年07期
【摘要】:建立水下湍流多層相位屏的理論和模型是開展水下湍流研究的主要問題?紤]水下湍流的統(tǒng)計(jì)特性,通過三維協(xié)方差矩陣預(yù)測的方法進(jìn)行了水下湍流的統(tǒng)計(jì)特性和連續(xù)性的模擬。提出重疊分配矩陣的方法,優(yōu)化多層相位屏的模擬,分析了計(jì)算效率和湍流統(tǒng)計(jì)特性表征之間的關(guān)系。結(jié)果表明:重疊分配矩陣方法能有效提高單層相位屏的生成效率。三維協(xié)方差矩陣預(yù)測方法可以使相位屏具有層間相關(guān)性,其在單層相位屏內(nèi)的統(tǒng)計(jì)特性也與理論符合較好,但是在小尺度和大尺度下與理論值有一定偏差。該研究將傳統(tǒng)的獨(dú)立多層二維相位屏拓展到了空間相關(guān)的多層相位屏,使得利用多層相位屏描述水下湍流更加符合物理實(shí)際。
[Abstract]:The theory and model of multi-layer phase screen for underwater turbulence are the main problems in the research of underwater turbulence. Considering the statistical characteristics of underwater turbulence, the statistical characteristics and continuity of underwater turbulence are simulated by the method of three dimensional covariance matrix prediction. An overlapping allocation matrix method is proposed to optimize the simulation of multi-layer phase screens. The relationship between computational efficiency and statistical characteristics of turbulence is analyzed. The results show that the overlapping allocation matrix method can effectively improve the efficiency of single-layer phase screen generation. The three dimensional covariance matrix prediction method can make the phase screen have interlayer correlation, and its statistical characteristics in the single layer phase screen are in good agreement with the theory, but there is a certain deviation between the theoretical value and the small scale and large scale. In this study, the traditional independent multi-layer two-dimensional phase screen is extended to the spatially correlated multi-layer phase screen, which makes the use of the multi-layer phase screen to describe the underwater turbulence more in line with the physical reality.
【作者單位】: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)物理系;水下測控技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(61450002)
【分類號】:O357.5
【參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前2條
1 向勁松;張明杰;;一種空間激光通信中模擬湍流效應(yīng)的新方法[J];紅外與激光工程;2015年09期
2 王奇濤;佟首峰;徐友會(huì);;采用Zernike多項(xiàng)式對大氣湍流相位屏的仿真和驗(yàn)證[J];紅外與激光工程;2013年07期
【共引文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前8條
1 王翰韜;王運(yùn)鷹;姚金任;郭媛媛;張宇;;水下湍流連續(xù)相位屏生成的仿真研究[J];紅外與激光工程;2017年07期
2 李玉杰;朱文越;饒瑞中;;非Kolmogorov大氣湍流隨機(jī)相位屏模擬[J];紅外與激光工程;2016年12期
3 李華;陳前榮;王彥斌;任廣森;朱榮臻;張文攀;;利用液晶空間光調(diào)制實(shí)現(xiàn)激光大氣湍流效應(yīng)動(dòng)態(tài)仿真[J];光電子·激光;2016年07期
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7 李遠(yuǎn)洋;劉立生;王挺峰;邵俊峰;郭勁;;應(yīng)用Collins公式和像差的Zernike展開分析激光光束在實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)傳輸特性[J];紅外與激光工程;2015年03期
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【二級參考文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前4條
1 王奇濤;佟首峰;徐友會(huì);;采用Zernike多項(xiàng)式對大氣湍流相位屏的仿真和驗(yàn)證[J];紅外與激光工程;2013年07期
2 段錦;王曦澤;景文博;付強(qiáng);;基于Zernike多項(xiàng)式的大氣湍流相位屏的數(shù)值模擬[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年03期
3 王立瑾;李強(qiáng);魏宏剛;廖勝;沈忙作;;大氣湍流隨機(jī)相位屏的數(shù)值模擬和驗(yàn)證[J];光電工程;2007年03期
4 張慧敏;李新陽;;大氣湍流畸變相位屏的數(shù)值模擬方法研究[J];光電工程;2006年01期
【相似文獻(xiàn)】
相關(guān)期刊論文 前1條
1 陳塑寰;張宗芬;;結(jié)構(gòu)固有頻率的統(tǒng)計(jì)特性[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);1991年01期
,本文編號:1882791
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