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强激光大气斜程传输热晕数值模拟的开题报告
1. 研究背景
强激光大气斜程传输技术是一项重要的通信、侦察、遥感技术,具有高速、高精度、高安全等优点。但由于大气中的不均匀介质,会引起光束传输的畸变,降低了传输的效率和质量。特别是在大气层厚度衰减较大的长距离通信中,热晕效应的影响越来越显著,成为限制传输范围的主要因素之一。因此,对强激光大气斜程传输中的热晕现象进行深入研究,对于优化传输系统设计及提高传输效率和质量具有重要意义。
2. 研究目的
本文旨在采用数值模拟方法,以理论分析为基础,研究强激光大气斜程传输过程中的热晕现象及其影响因素,为优化传输系统设计提供参考。
3. 研究内容
(1) 建立大气层的数学模型,包括湍流模型、温度、密度和折射率分布等参数。
(2) 建立强激光传输模型,包括光束传输方程和热传输方程。
(3) 分析强激光在大气中传输过程中的受热晕效应影响的光束畸变情况及其影响因素,如大气湍流、大气透明度、大气层温度、强激光功率等。
(4) 对不同的传输距离、大气条件进行模拟分析,得出热晕效应对传输光束的影响规律。
(5) 基于模拟分析结果,优化强激光大气斜程传输系统设计方案,提高传输效率和质量。
4. 研究方法
采用计算流体力学(CFD)方法进行热晕效应数值模拟,建立大气层和光学场的数学模型,包括质量守恒、动量守恒、能量守恒方程和光线传输方程,对大气层中光线传输进行数值模拟。分析和比较数值结果,研究不同因素对热晕效应的影响规律和机理。
5. 预期结果
通过对强激光大气斜程传输中的热晕现象进行数值模拟研究,得出热晕效应对传输光束畸变的影响规律及其优化方案,为优化传输系统设计提供参考。同时,本研究也为研究相似光学系统中其他热晕效应的数值模拟提供了参考。
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