题目：高超声速流场中光传输效应研究

高速流场变化的密度场造成折射率场的变化，在这种介质中传输的光会产生畸变，直接影响到在焦平面上所成的像，使得像质变差(或称为退化)，进而影响到导弹目标识别系统的性能，极大的降低了导弹的命中精度，这即所谓的气动光学效应。因而为实现精确制导有必要研究高速流场对光传输成像的影响规律。气动光学效应的光传输机理研究具有理论价值，对辅助气动光学系统设计和进行气动光学效应退化图像的复原校正工作具有重要的指导意义。本文结合现有条件，针对高超声速流场的计算流体力学(CFD)的网格模型，基于几何光学传输的原理提出了一种网格传输的建模方法，并给出了光波相对流场介质正入射情况和斜入射情况的算法，实现准确的光线追迹，并且针对给定的流场数据进行了计算仿真，计算了光通过高速流场产生的光程差(OPD)、波前相位方差以及衡量高速流场对光强衰减作用的Strehl比，并且计算了流场造成的最大视线偏移角。分析了光线初始入射角、流场的高度和马赫数参数对光传输过程的影响，仿真计算结果分析表明建立的模型能够恰当的反映已知气动光学效应的现象。同时，本文基于CFD网格建模的基本思想，从系统论的角度出发建立了采用平面波角谱传输原理的高超声速流场光传输建模方法，提出了具体的实现方案。最后，针对高超声速飞行器侧窗成像的方式进行了成像模型的建模理论探索，初步建立了高超声速流场光传输成像的建模仿真方法。