超声速气膜气动光学效应及畸变校正研究

发布时间：2020-11-10 05:17

　　 高速成像制导导弹在大气中飞行时,其光学头罩周围的复杂流场结构会引起目标图像的偏移、抖动和模糊,即气动光学效应,并最终影响对目标的识别精度。针对气动光学效应及畸变校正的研究对高速成像制导光学头罩设计意义重大。围绕超声速气膜气动光学效应及畸变校正研究为中心,以背景纹影(Background Oriented Schlieren,BOS)技术为基础开展相关研究。通过对实验模型以及实验方法的创新性设计,实现了超声速气膜实验装置喷流雷诺数大范围可调;基于近场改进BOS技术测量超声速气膜气动光学波前。针对主流静止的超声速气膜流动,利用其典型的两层结构模型,将薄剪切层理论应用到超声速气膜流动中,进而将薄剪切层中的密度脉动特性引入到超声速气膜流动中,基于高雷诺数条件下薄剪切层特点,推导了超声速气膜气动光学效应相似准则关系式,推导结果与测量结果符合良好。通过对超声速气膜进行流动显示研究,对比了主流为超声速和主流静止两种情况下的超声速气膜流动特点。利用小波分析对超声速气膜气动光学效应流向分布特征进行研究。基于BOS技术获取的位移场结果,采用两种构建图像映射函数的方法,分别为:多项式拟合方法和局部加权平均表面拟合方法,构建畸变图像和无畸变图像之间的空间映射函数,实现对双胶合透镜产生的畸变以及超声速气膜流场气动光学效应的校正。
【学位单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TJ760
【部分图文】：

高速成像制导弹头侧窗气膜流场示意图

物点衍射光强分布

斯特列尔比的物理意义Ross[2]
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 王亚辉;王强;张伯川;周斌;肖利平;徐力;;高超声速飞行器红外窗口热辐射特性试验[J];红外与激光工程;2015年06期

2 王乃祥;徐钰蕾;史磊;程志峰;姚园;;高马赫飞行器迎风面与攻角对光学窗口周围流场的影响分析[J];红外与激光工程;2015年04期

3 赵洪卫;侯天晋;朱斌;;尖晶石整流罩气动效应的试验研究[J];红外与激光工程;2012年02期

4 杨文霞;蔡超;丁明跃;周成平;;气动光学效应分析与气动模糊图像复原[J];光学学报;2009年02期

5 米强;殷兴良;费锦东;;改进的基于泊松模型的极大似然恢复算法[J];红外与激光工程;2008年03期

6 卢晓芬;张天序;洪汉玉;;气动光学效应像素偏移图像校正方法研究[J];红外与激光工程;2007年05期

7 吴琳;房建成;杨照华;;本征正交分解在气动光学畸变仿真中的分析与应用[J];红外与毫米波学报;2007年04期

8 张丽琴,费锦东;气动光学效应光电校正方法研究[J];红外与激光工程;2004年06期

9 韩志平,殷兴良;湍流对超音速导弹光学图像的影响数值仿真[J];系统工程与电子技术;2002年11期

10 费锦东;气动光学效应校正技术初步分析[J];红外与激光工程;1999年05期

相关博士学位论文 前6条

1 朱杨柱;带后台阶超声速光学头罩流动机理及其气动光学效应试验研究[D];国防科学技术大学;2015年

2 高穹;超声速剪切层的气动光学效应研究[D];国防科学技术大学;2012年

3 田立丰;超声速光学头罩流场精细结构及其气动光学效应的机理研究[D];国防科学技术大学;2011年

4 李文煜;非接触气动光学测量方法及实验研究[D];国防科学技术大学;2005年

5 郭隆德;高速拦截弹气动光学效应地面模拟测试研究[D];四川大学;2003年

6 易仕和;超声速自由漩涡气动窗口及其光学质量的研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年

本文编号：2877524