气动光学工程计算--详细介绍

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 当前位置:店销书,专著 信息技术,电子 信息技术,电子 信息技术,电子 气动光学工程计算
   
气动光学工程计算
作者:许亮
书名:气动光学工程计算
定价:¥ 90 元
光盘: 
丛书名:  
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开本: 16K
标准书号: 978-7-03-067009-0
字数(千): 
页数: 172
出版日期: 2020-12-29
发行号: O-8234.0101
装帧: 平装
点击热度: 42
最新印刷日期:    
 
编辑推荐
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获奖情况
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图书介绍
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  本书介绍了流场中的气动光学效应工程计算方法,涵盖了气动光学效应的流体力学计算与光学计算,其中光学计算包含了基于几何光学与物理光学的计算,分别用来研究气动光学效应中的成像偏移与成像模糊。书中收录了对典型红外制导飞行器的计算和分析结果,在此基础上揭示了高度、马赫数、攻角和视线角4个关键变量与气动光学成像偏移的变化规律,并总结了3个与气动光学流场相关的影响因素。书中还介绍了基于人工神经网络的气动光学效应工程快速估算方法,以及流场中的光线反向追迹方法,为气动光学工程应用提供了简便途径。
  本书可供科研院所及从事气动光学研究的人员参考使用,也可供其他相关学科的研究人员阅读参考。
 
前言
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  气动光学是一门交叉学科,它起源于20世纪中期人们分析光束通过湍流流场之后的光学像差,因此从机理研究角度看,气动光学主要涉及光学与空气动力学理论。到了20世纪后期,装有光学系统的高速飞行器逐渐被人们使用和重视,典型应用之一就是红外制导导弹。导弹高速飞行时,头部气体被压缩成为高温高压的湍流流场,光束穿过该流场后出现成像偏移、模糊和抖动这些气动光学效应问题。随着安装了光学系统的高速飞行器越来越多,气动光学研究逐渐聚焦在飞行器光学系统上来,使得气动光学的研究又常常涉及航空光学工程、材料科学、工程热物理、计算机与信息处理等多学科领域。气动光学效应带来的瞄准精度降低问题,逐渐成为关系国家安全的重大基础科学问题,因此对气动光学问题的研究具有十分重要的理论意义和军工应用价值。
  本书系统总结了作者多年来对气动光学理论课题和实际工程的研究成果,建立了流场中的气动光学效应工程计算方法,涵盖了气动光学效应的流体力学计算与光学计算,其中光学计算包含了基于几何光学与物理光学的计算,分别用来研究气动光学效应中的成像偏移与成像模糊问题。书中收录了对典型红外制导飞行器的计算和分析结果,在此基础之上揭示了高度、马赫数、攻角和视线角4个关键变量与气动光学成像偏移的变化规律,系统总结出3个与气动光学流场相关的影响因素;建立了气动光学效应工程快速估算方法,以及流场中的光线反向追迹方法,为气动光学工程应用提供了简便途径。
  本书力求体现理论与内容的系统性、结构的逻辑性,以及工程的实用性。
  由于作者水平有限,书中难免存在不妥之处,敬请读者批评指正。

 
 
图书目录
...........................................................................................................................................
绪论    1
0.1 气动光学的研究背景与意义    1
0.2 发展历史与现状    3
0.2.1 综合理论计算    3
0.2.2 试验测量    4
0.2.3 光学头罩和光学窗口    5
0.2.4 图像复原    6
0.3 本书内容概述    6
第1章 气体介质与光的交互作用    8
1.1 气体动力学特性    8
1.1.1 质量方程    8
1.1.2 状态方程    8
1.2 光学传播特性    10
1.2.1 麦克斯韦方程    10
1.2.2 物质方程    11
1.2.3 电磁波的能量    11
1.2.4 光的波动方程    12
1.3 气体密度与光学折射率的关系    13
1.4 Gladstone­Dale系数的计算    16
本章小结    16
第2章 气动光学效应的流体力学计算    17
2.1 湍流的描述方程    18
2.1.1 湍流的基本方程    18
2.1.2 Reynolds平均法    18
2.1.3 Realizable k­ε两方程模型    19
2.2 边界条件    19
2.3 网格的生成    20
2.3.1 网格与单元类型    20
2.3.2 网格的生成步骤    20
2.4 基于GAMBIT的几何建模与网格划分    21
2.5 基于RANS方程的典型飞行器流场CFD求解    22
2.5.1 不同高度的流场密度计算结果    22
2.5.2 不同马赫数的流场密度计算结果    23
2.5.3 不同攻角的流场密度计算结果    24
2.5.4 流场的静压力、速率、静温度和湍流强度计算结果    25
本章小结    26
第3章 气动光学效应的光线追迹    27
3.1 基于费马原理的光线方程推导    27
3.2 光线方程求解方法    29
3.3 光线追迹中折射率和折射率梯度的计算    31
3.3.1 四边形网格插值示例    32
3.3.2 六面体网格插值示例    33
3.4 气动光学流场的反向光线追迹方法    33
3.4.1 光线追迹的方向    33
3.4.2 气动光学流场反向光线追迹停止准则    35
本章小结    36
第4章 气动光学效应的成像偏移    37
4.1 气动光学成像偏移与瞄视误差    37
4.1.1 气动光学光线传播过程分析    37
4.1.2 成像偏移与瞄视误差    38
4.2 典型飞行器气动光学成像偏移计算试验安排与计算结果    38
4.2.1 基于均匀设计思想的计算试验安排    38
4.2.2 气动光学成像偏移计算结果    39
4.3 高度、马赫数、攻角和视线角对气动光学成像偏移的影响    41
4.4 基于极差分析的气动光学成像偏移影响因素比较    42
4.5 高度10~60km气动光学成像偏移的变化    45
4.5.1 平均流场密度计算结果(算例1~算例4)    45
4.5.2 成像偏移计算结果(算例1~算例4)    47
4.5.3 成像偏移变化率(算例1~算例4)    49
4.6 气动光学流场因素对成像偏移的影响    49
4.6.1 光线在气动光学流场中的传播距离    50
4.6.2 光线在气动光学流场边界处的入射角    51
4.6.3 光线传播路径上气动光学流场的密度分布    52
本章小结    53
第5章 气动光学效应的成像模糊    55
5.1 气动光学流场光传播的物理光学描述    55
5.2 波前相位失真、光程长及光程差    57
5.2.1 波前相位失真    57
5.2.2 光程长与光程差    58
5.3 气动光学成像模糊的评价    60
5.3.1 点扩散函数与调制传递函数    60
5.3.2 斯特列尔比    61
5.4 基于物理光学的气动光学成像模糊数值仿真    63
本章小结    66
第6章 气动光学效应的工程快速估算与评估软件    67
6.1 基于RBF神经网络的气动光学效应工程快速估算    67
6.2 气动光学效应评估软件    69
6.2.1 软件需求分析    69
6.2.2 软件结构设计    69
6.2.3 软件运行界面    70
本章小结    72
第7章 总结与展望    73
7.1 总结    73
7.2 展望    75
附录 成像偏移计算结果    77
参考文献    158
 
 
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