水下湍流连续相位屏生成的仿真研究
本文选题:海洋光学 + 水下湍流 ; 参考:《红外与激光工程》2017年07期
【摘要】:建立水下湍流多层相位屏的理论和模型是开展水下湍流研究的主要问题。考虑水下湍流的统计特性,通过三维协方差矩阵预测的方法进行了水下湍流的统计特性和连续性的模拟。提出重叠分配矩阵的方法,优化多层相位屏的模拟,分析了计算效率和湍流统计特性表征之间的关系。结果表明:重叠分配矩阵方法能有效提高单层相位屏的生成效率。三维协方差矩阵预测方法可以使相位屏具有层间相关性,其在单层相位屏内的统计特性也与理论符合较好,但是在小尺度和大尺度下与理论值有一定偏差。该研究将传统的独立多层二维相位屏拓展到了空间相关的多层相位屏,使得利用多层相位屏描述水下湍流更加符合物理实际。
[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.
【作者单位】: 哈尔滨工业大学物理系;水下测控技术重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(61450002)
【分类号】:O357.5
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 向劲松;张明杰;;一种空间激光通信中模拟湍流效应的新方法[J];红外与激光工程;2015年09期
2 王奇涛;佟首峰;徐友会;;采用Zernike多项式对大气湍流相位屏的仿真和验证[J];红外与激光工程;2013年07期
【共引文献】
相关期刊论文 前8条
1 王翰韬;王运鹰;姚金任;郭媛媛;张宇;;水下湍流连续相位屏生成的仿真研究[J];红外与激光工程;2017年07期
2 李玉杰;朱文越;饶瑞中;;非Kolmogorov大气湍流随机相位屏模拟[J];红外与激光工程;2016年12期
3 李华;陈前荣;王彦斌;任广森;朱荣臻;张文攀;;利用液晶空间光调制实现激光大气湍流效应动态仿真[J];光电子·激光;2016年07期
4 刘智超;杨进华;;逆合成孔径成像激光雷达在空间小目标成像中的应用[J];河南科技大学学报(自然科学版);2016年05期
5 程振;楚兴春;赵尚弘;邓博于;张曦文;;艾里涡旋光束在大气湍流中的漂移特性研究[J];中国激光;2015年12期
6 向劲松;张明杰;;一种空间激光通信中模拟湍流效应的新方法[J];红外与激光工程;2015年09期
7 李远洋;刘立生;王挺峰;邵俊峰;郭劲;;应用Collins公式和像差的Zernike展开分析激光光束在实际光学系统传输特性[J];红外与激光工程;2015年03期
8 段梦云;艾勇;熊准;单欣;;激光大气传输室内模拟研究[J];大气与环境光学学报;2014年03期
【二级参考文献】
相关期刊论文 前4条
1 王奇涛;佟首峰;徐友会;;采用Zernike多项式对大气湍流相位屏的仿真和验证[J];红外与激光工程;2013年07期
2 段锦;王曦泽;景文博;付强;;基于Zernike多项式的大气湍流相位屏的数值模拟[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年03期
3 王立瑾;李强;魏宏刚;廖胜;沈忙作;;大气湍流随机相位屏的数值模拟和验证[J];光电工程;2007年03期
4 张慧敏;李新阳;;大气湍流畸变相位屏的数值模拟方法研究[J];光电工程;2006年01期
【相似文献】
相关期刊论文 前1条
1 陈塑寰;张宗芬;;结构固有频率的统计特性[J];振动工程学报;1991年01期
,本文编号:1882791
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