基于波面拟合的可压缩剪切层气动光学效应分析-空气动力学学报.PDFVIP

第 卷 第 期 空 气 动 力 学 学 报 ， ３１ ６ Ｖｏｌ．３１ Ｎｏ．６ 　 　 　 年 月 犃犆犜犃犃犈犚犗犇犢犖犃犕犐犆犃犛犐犖犐犆犃 ， ２０１３ １２ Ｄｅｃ．２０１３ 　 　 欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟 文章编号： （ ） ０２５８１８２５２０１３０６０７５８０５ 基于波面拟合的可压缩剪切层气动光学效应分析 史可天，马汉东 （中国航天空气动力技术研究院，北京 １０００７４） 　 摘 要：应用波面拟合技术建立了气动流场波面畸变特性分析方法，对可压缩剪切层流动引起的气动光学效应进 　 行了分析。通过比较 Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式展开系数的幅值分布，讨论了剪切层流动发展不同阶段的波面畸变空间尺度 特性，与流场结构的空间尺度分布进行了对比分析。研究结果表明，应用波面拟合方法可以定量地描述波面畸变 的空间尺度特性，流场结构的空间尺度及其分布是影响可压缩剪切层流场波面畸变的重要因素。 关键词：气动光学效应；波面拟合； 多项式；像差 Ｚｅｒｎｉｋｅ 中图分类号： 文献标识码： Ｏ４３４．１９ Ａ 　　　　 气动光学效应研究，通过拟合系数定量地表达了不同 ０ 引 言 　 　 波面畸变之间的差异，建立了一种光学畸变特性分析 气动光学是研究空气动力流场对光波传输和光 方法。对可压缩剪切层流动发展不同阶段造成的波 　　 学成像影响的一门新型交叉学科。由于流场密度分 面畸变特性进行了分析，讨论了流场结构尺度与波面 布的时空不均匀性，平面光波通过湍流流场后，光瞳 畸变尺度之间的关联。 范围内不同空间位置的波面相位产生超前或滞后，从 １ 波面拟合方法 而引起成像偏移、模糊和抖动，这种现象就称为气动 　 ［ ］ １２ 光学效应 。开展气动光学效应研究，探索气动流 本文利用 Ｚｅｒｎｉｋｅ多项式对波面进行拟合，它在 　　 ［ ］ １１ 场特性与光学畸变特性之间的关联，一方面可以深入 极坐标下的表达式为 ： 认识湍流流动机理，另一方面对提高光学成像探测系 犿