亚声速球/柱尾流对激光传输影响的数值模拟

关奇; 杜太焦; 陈志华; 闫伟; 彭国良

doi:10.3788/IRLA201746.0906005

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亚声速球/柱尾流对激光传输影响的数值模拟

关奇, 杜太焦, 陈志华, 闫伟, 彭国良

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关奇, 杜太焦, 陈志华, 闫伟, 彭国良. 亚声速球/柱尾流对激光传输影响的数值模拟[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906005-0906005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906005

引用本文:

关奇, 杜太焦, 陈志华, 闫伟, 彭国良. 亚声速球/柱尾流对激光传输影响的数值模拟[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 906005-0906005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906005

Guan Qi, Du Taijiao, Chen Zhihua, Yan Wei, Peng Guoliang. Numerical simulation of laser propagation effects through subsonic hemispherical/cylindrical wake[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 906005-0906005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906005

Citation:

Guan Qi, Du Taijiao, Chen Zhihua, Yan Wei, Peng Guoliang. Numerical simulation of laser propagation effects through subsonic hemispherical/cylindrical wake[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 906005-0906005(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0906005

亚声速球/柱尾流对激光传输影响的数值模拟

doi: 10.3788/IRLA201746.0906005

1.
西北核技术研究所,陕西西安 710024

基金项目:

国家自然科学基金（91330205）

详细信息

作者简介:
关奇(1989-)，女，研究实习员，硕士，主要从事激光大气传输和气动光学效应方面的研究。Email:guanqi@nint.ac.cn

中图分类号: TN241

Numerical simulation of laser propagation effects through subsonic hemispherical/cylindrical wake

1.
Northwest Institute of Nuclear Technology,Xi'an 710024,China

摘要: 采用大涡模拟方法计算了来流速度为0.4 Ma情况下球/柱形结构附近的流场，根据密度数据计算了光程差及气动相屏，并研究了尾流对激光传输的影响。结果表明：光程差空间均方根的时间平均值随发射角增大而增大，发射角从120增加到148时，其数值从0.11 m增加到0.28 m；光程差空间均方根随时间变化剧烈，发射角为148时，其时间均方根可达0.04 m；球/柱尾流对激光传输有很大影响，发射角为148情况下，Strehl比的时间平均值为0.33，并且Strehl比的时间平均值随发射角的增大而减小，发射角从120增加到148过程中，Strehl比的时间平均值减小了59%；Strehl比随时间变化剧烈，其时间均方根大于0.05。
- 尾流 /
- 气动光学效应 /
- 激光传输 /
- 大涡模拟
Abstract: Compressible large eddy simulation was carried out to study the flow field around a hemispherical/cylindrical structure at Mach number of Ma=0.4. Optical path difference and aero-optical phase were calculated according to density data obtained by the large eddy simulation method, and then the aero-optical effect of the wake was studied. The results show that the time-averaged root-mean-square of optical path difference increases with the angle of projection, and it varies from 0.11 m to 0.28 m when the angle of projection increases from 120to 148. Besides, the root-mean-square of optical path difference changes dramatically over time, and its temporal root-mean-square value reaches 0.04 m when the angle of projection is 148. The wake of the hemispherical/cylindrical structure has great effect on laser propagation, and the time-averaged Strehl ratio is 0.33 for the angle of projection of 148. The time-averaged Strehl ratio decreases with the angle of projection, and it reduces 59% when angle of projection increases from 120to 148. The Strehl ratio also changes dramatically over time, and its temporal root-mean-square value is 0.05.
- wake /
- aero-optical effect /
- laser propagation /
- large eddy simulation

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亚声速球/柱尾流对激光传输影响的数值模拟

doi: 10.3788/IRLA201746.0906005

1. 西北核技术研究所,陕西西安 710024

作者简介:
关奇(1989-)，女，研究实习员，硕士，主要从事激光大气传输和气动光学效应方面的研究。Email:guanqi@nint.ac.cn

收稿日期: 2017-01-10
修回日期: 2017-02-20
刊出日期: 2017-09-25

基金项目:

国家自然科学基金（91330205）

中图分类号: TN241

关键词:

摘要: 采用大涡模拟方法计算了来流速度为0.4 Ma情况下球/柱形结构附近的流场，根据密度数据计算了光程差及气动相屏，并研究了尾流对激光传输的影响。结果表明：光程差空间均方根的时间平均值随发射角增大而增大，发射角从120增加到148时，其数值从0.11 m增加到0.28 m；光程差空间均方根随时间变化剧烈，发射角为148时，其时间均方根可达0.04 m；球/柱尾流对激光传输有很大影响，发射角为148情况下，Strehl比的时间平均值为0.33，并且Strehl比的时间平均值随发射角的增大而减小，发射角从120增加到148过程中，Strehl比的时间平均值减小了59%；Strehl比随时间变化剧烈，其时间均方根大于0.05。