采用功率谱反演法与叠加低频谐波方式数值模拟静态湍流相位屏，并根据湍流冻结理论仿真了动态湍流相位屏。采用液晶空间光调制器(LC-SLM)在实验室内搭建了大气湍流信道仿真平台，进行了Kolmogorov湍流模型下，不同湍流强度的激光大气传输模拟研究，对比分析了实验结果，与理论较为符合。同时实验研究了不同模拟湍流强度下激光通信误码率的响应关系，这对实验室内评估实际激光通信系统的性能具有重要应用价值。

偏振成像探测技术针对复杂环境中识别探测目标具有明显的优势和广阔的应用前景，偏振大气信道环境下的传输特性尤为重要。采用平行平板间对流形式研制了大气湍流模拟装置，在此基础上，结合激光发射及偏振参数检测装置，对湍流环境中激光偏振传输特性的变化规律进行实验研究，结果表明线偏振光经过大气传输后会出现较明显的退偏现象，而圆偏振光则表现为较弱的退偏现象，且可很好的保持原有旋向继续传输，另外，强湍流比弱湍流对偏振传输影响大。该结果验证了圆偏振光在大气信道中传输保偏性能好。

利用一个高速多单元哈特曼传感器对旋转相位屏模拟大气湍流的空间特性和时间特性进行了研究.空间特性方面,计算了湍流的大气相干长度和波面的相位空间结构函数,对比了波前的Zernike 系数方差分布.时间特性方面,测量了模拟湍流的Greenwood 频率和时间功率谱,并提出了一种新的计算时间常数的方法——残差均方值法.结果表明旋转相位屏模拟的大气湍流符合Kolmogorov 湍流统计理论.

傅里叶望远术是一种能对深空暗弱目标进行高分辨率成像的技术.为了验证大气湍流对傅里叶望远镜系统的影响，进行了实验室环境下大气湍流模拟实验研究.在三束光傅里叶望远镜实验系统上，通过控制射频驱动器的输出功率来模拟光强抖动，改变射频驱动器的瞬时频率来模拟相位抖动.给出了实验理论依据，推导了湍流强度与实验变量的关系.实验在弱湍流闪烁和相位抖动两种情况下，分别给单束光和三束光加随机扰动并计算其Strehl比.结果表明，只在单束光上加扰动时重建图像影响不大;在三束光上加扰动时，弱湍流光强抖动对傅里叶望远镜系统的成像效果影响具有较大的随机性，而相位抖动会严重影响系统成像质量.因此，消除光强抖动和相位抖动影响是图像重建算法改进应该考虑的一个关键因素.

利用泰曼格林干涉系统，对纯相位液晶空间光调制器在808nm的相位调制特性进行了研究.为了提高其在大气湍流模拟时的仿真度，采用近似法和反插值法对相位调制曲线完成了线性校正，并对校正结果进行了对比分析.结果表明，虽然近似法校正简单易行，但经反插值法校正后，相位调制曲线的线性相关度更高，可达0.9916，校正误差更低，仅为0.06rad.通过对校正方法和误差来源的分析发现，反插值法还具有优化灵活的特点，能进一步改善校正效果，更具应用价值.

为了分析喷流冷却技术对薄片激光器的冷却效果，从湍流换热理论出发，定义了评定喷流冷却换热能力和冷却均匀性的两个参数: 面均对流换热系数和平均最大温差。利用ANSYS CFX流体力学仿真软件，建立喷流冷却的物理模型，对多种喷板结构进行求解计算。设计加工了整套喷流冷却实验装置，并进行了模拟热源喷流冷却实验。分析结果表明，喷流冷却换热能力和冷却均匀性主要受喷板结构参数的影响，仿真计算结果可以定性地指导喷板结构参数的优化设计。

建立系统的计算流体成像(CFI)技术，并论证其为流动数值模拟与风洞实验相互佐证的重要手段。采用纯数值模拟技术重构得到流场计算阴影、纹影以及干涉图，主要技术包括复杂湍流模拟技术、三线性插值技术和流动图像重构技术等。同时将CFI技术应用于激波管内绕障碍物三维复杂流动计算图像重构，并与双向全息实验结果进行了比较分析。研究证明该CFI技术可以用于复杂几何边界、分区域、非定常流动图像重构，不仅能够为流场结构特征分析提供重要参考依据，而且能够用于数值模拟与风洞实验结果的比较印证。