水下测控技术重点实验室, 辽宁 大连 116013
红外发射率的准确计算是舰船湍流尾迹红外仿真与特性分析的基础。文中以湍流尾迹对Cox-Munk海面坡度概率密度分布的调制模型为基础, 结合海面双向反射分布函数, 研究了典型环境下舰船湍流尾迹海面红外发射率的计算方法; 研究了机载小天顶角、船载大天顶角观测时, 舰船湍流尾迹长波8~9 μm红外发射率的分布规律, 得到了湍流尾迹与海面背景发射率的差别随观测天顶角的增大而增大的结论; 仿真计算得到了秋季阴天船载式探测条件下, 典型舰船湍流尾迹的红外辐射亮度, 并与海上试验数据进行了对比, 结果表明湍流尾迹的自发辐射亮度低于海面背景, 表现为"冷尾迹"的特征。
湍流尾迹 红外发射率 辐射亮度 红外仿真 turbulent trailing wake infrared emissivity radiance infrared simulation 红外与激光工程
2018, 47(5): 0504003
1 哈尔滨工业大学 物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 水下测控技术重点实验室, 辽宁 大连 116000
建立水下湍流多层相位屏的理论和模型是开展水下湍流研究的主要问题。考虑水下湍流的统计特性, 通过三维协方差矩阵预测的方法进行了水下湍流的统计特性和连续性的模拟。提出重叠分配矩阵的方法, 优化多层相位屏的模拟, 分析了计算效率和湍流统计特性表征之间的关系。结果表明: 重叠分配矩阵方法能有效提高单层相位屏的生成效率。三维协方差矩阵预测方法可以使相位屏具有层间相关性, 其在单层相位屏内的统计特性也与理论符合较好, 但是在小尺度和大尺度下与理论值有一定偏差。该研究将传统的独立多层二维相位屏拓展到了空间相关的多层相位屏, 使得利用多层相位屏描述水下湍流更加符合物理实际。
海洋光学 水下湍流 相位屏 协方差 oceanic optics underwater turbulence phase screen covariance 红外与激光工程
2017, 46(7): 0712001
1 哈尔滨工业大学物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 北京大学物理学院现代光学研究所, 北京 100871
3 水下测控技术重点实验室, 辽宁 大连 116013
研究水下舰船尾流形成初期相干光探测干涉图像的特性及不同水体条件下干涉图像的变化情况，仿真不同退偏情况下的干涉图像。基于Monte Carlo方法建立了气泡群散射的仿真模型，分析气泡群多重散射的强度特性并模拟前向及后向接收屏的光强分布情况。搭建马赫-曾德尔干涉光路进行水下舰船尾流气泡的相干探测实验，验证了理论和模拟的准确性。结果表明，设计的光路可以测量该实验条件下尾流前向散射光的干涉图，不同水环境下干涉图的光强和对比度具有很大的差异，可以通过对干涉图的直接处理来进行水环境的区分。利用干涉法进行尾流区域判断，为尾流区域的探测提供了一个新的思路。
相干光学 相干探测 Monte Carlo方法 尾流
中国船舶重工集团公司760研究所水下测控技术国防科技重点实验室,大连 116013
舰船尾流中气泡对尾流特性的研究起着重要的作用。尾流中气泡的形状、大小以及数密度分布都是探测尾流的基础。用光学摄影方法研究尾流气泡具有直观、简便的特点。文章综述了自1979年以来各种研究气泡尾流的光学摄影方法，并对未来的研究重点提出了一些建议。
图像处理 光学摄影 尾流气泡 定标
