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超声速湍流边界层气动光学效应的实验研究

发布时间:2018-05-02 20:51

  本文选题:气动光学 + 背景纹影 ; 参考:《红外与激光工程》2016年10期


【摘要】:当光线穿过超声速湍流边界层时受到湍流密度脉动的影响,其传播方向和相位会发生变化,使得目标图像出现模糊、偏移和抖动等现象,给目标识别带来困难。利用基于背景导向纹影(Background Oriented Schlieren,BOS)原理开发的基于BOS的波前传感(BOS-based Wavefront Sensor,BOS-WS)技术获得了光波通过马赫数Ma=3.0的超声速湍流边界层后的波前。基于波动光学原理计算出相应的点扩散函数(Point Spread Function,PSF)分布以及退化图像,研究结果表明:测量得到的波前结果对应的PSF与理想平面波前对应的PSF相比,在峰值的大小、所在位置及形态上变化较大,PSF峰值出现衰减,PSF峰值位置出现较为明显的偏移,PSF形态出现多峰现象,湍流边界层内密度分布较强的空间随机性得到体现,经此PSF处理后的图像出现一定程度的退化。
[Abstract]:When the light passes through the supersonic turbulent boundary layer, it is affected by the turbulence density pulsation, and its propagation direction and phase will change, which makes the target image appear the phenomena of blur, migration and jitter, which brings difficulties to target recognition. Based on the background Oriented Schlieren Bos principle, the wavefront sensing technique based on BOS is developed for BOS-based Wavefront sensor BOS-WSS. The wavefront of light waves passing through the supersonic turbulent boundary layer of Mach number Ma=3.0 is obtained. Based on the principle of wave optics, the corresponding point diffusion function Spread function PSFs and degenerate images are calculated. The results show that the PSF corresponding to the measured wavefront is smaller than the PSF corresponding to the ideal plane wavefront. The peak value of PSF is attenuated, the peak position of PSF is obviously shifted and the shape of PSF appears multi-peak phenomenon, and the strong spatial randomness of density distribution in turbulent boundary layer is reflected. The image processed by this PSF is degraded to some extent.
【作者单位】: 国防科学技术大学航天科学与工程学院;
【基金】:国家重大仪器研制项目(11527802) 国家自然科学基金(11172326,11302256)
【分类号】:O357.5

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本文编号:1835463

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