1 西安理工大学 自动化与信息工程学院，西安 710048
2 西安工程大学 电子信息学院，西安 710048
3 兰州理工大学 计算机与通信学院，兰州 730050
4 西安工业大学 电子信息工程学院，西安710021
5 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室，西安 710048
为了克服大气湍流效应对无线光通信系统性能的影响，必须建立能准确描述大气折射率起伏的湍流模型。总结了国内外学者在大气湍流模型方面的研究进展，对不同大气湍流模型的理论建立进行深入分析并对比了其适用范围，同时介绍了在实际大气湍流中实验测量所建立的大气信道模型，最后对大气湍流模型的发展趋势进行了展望。
无线光通信 大气湍流效应 大气湍流模型 Kolmogorov谱 大气信道模型 wireless optical communication, atmospheric turbul
1 南华大学 电气工程学院 衡阳 421001
2 南华大学 机械工程学院 衡阳 421001
3 核工业西南物理研究院 成都 610041
直流-射频（Direct Current-Radio Frequency，DC-RF）混合等离子体具有高温、高化学活性等特点，在核用超细粉末材料制备领域有着广阔的应用前景。对这种混合等离子体的特性进行研究，可以为等离子体发生器装置的设计及稳定运行提供参考。本文采用k-ε湍流模型，对DC-RF混合等离子体发生器内的热等离子体的温度及流场空间分布进行模拟，并在此基础上分析了各工作参数对混合等离子体流动及传热特性的影响。模拟结果表明：提高DC弧电流、增大反应气及冷却气流量均能减弱混合等离子体发生器入口处的回流效应；提升RF线圈电流则能增加RF线圈附近的等离子体温度及高温弧区面积，但过大的气流量及过高的线圈电流会对发生器装置的正常工作产生不利影响。因此，需要合理调节各种工作参数来改变混合等离子体的流场分布，从而在保证装置稳定运行的前提下满足不同材料处理的需求。
直流-射频混合等离子体 湍流模型 温度 流场 数值模拟 DC-RF hybrid plasma Turbulence model Temperature Flow field Numerical simulation
深圳大学物理与光电工程学院，教育部/广东省光电子器件与系统重点实验室，广东 深圳 518060
贝塞尔光束在生物组织中的传输易受到样品散射的影响，从而削弱其自重建能力。本文将生物组织建模为折射率弱波动的湍流模型，在弱散射近似下，结合角谱理论及逐步传输算法对贝塞尔光束在生物组织中的传输及自重建过程进行了理论模拟。利用空间光调制器加载涡旋光束相位和轴棱锥相位的叠加相位全息图来调制高斯光束，以产生可调控的贝塞尔光束。结果表明：贝塞尔光束经过生物组织的相位扰动后，重建光束的无衍射距离大大缩短，光强远低于原光束，且生物组织越厚，重建光束的光强越低；轴棱锥的锥角决定了重建贝塞尔光束的中心亮斑或最内环形旁瓣的尺寸，但对重建贝塞尔光束无衍射距离的影响不大；同时，低阶贝塞尔光束展现出了更好的自重建能力。
医用光学 贝塞尔光束 湍流模型 角谱理论 空间光调制器
1 长春工业大学人文信息学院，吉林 长春130122
2 长春理工大学 电子信息工程学院，吉林 长春130022
3 长春大学 中俄学院，吉林 长春130022
4 东北电力大学 电气工程学院，吉林 吉林132012
自由空间光通信(FSO)是一种通过激光在无需光纤的情况下实现双向信息传输的通信系统。它具有带宽宽、保密性好、抗干扰性强、无需频率申请、体积小、功耗低等特点。尽管FSO通信系统有较高的安全性，但波束溢出还是会威胁到通信的安全，在通信中采用混沌加密的方式可有效地提高系统的安全性。采用差分混沌键控(DCSK)的Gamma-Gamma湍流模型来提高FSO通信系统的安全性，推导了系统误码率的表达式。通过空间信道图像数据的传输，对接收到的数据进行统计直方图、像素相关性和明文敏感性分析，结果表明系统具有很好的保密性能。
自由空间光通信 Gamma-Gamma湍流模型 差分混沌键控 FSO communication Gamma-Gamma turbulence model differential chaos shift keying (DCSK) 红外与激光工程
2020, 49(S1): 20200207
强激光与粒子束
2020, 32(5): 056002
空军工程大学航空航天工程学院, 西安 710038
利用应用计算流体动力学软件FLUENT的二次开发功能和RNG k-ε湍流模型建立了载机投弹流场数值模拟和弹道仿真相结合的仿真模型。运用动网格技术更新导弹与载机发生相对运动而导致的计算域变化。将整个流场的解与六自由度运动方程的解进行耦合, 模拟计算了超音速条件下内埋导弹与载机分离的过程。结果表明, 气动干扰对弹的纵向运动影响非常大, 随着马赫数的增加, 仿真结束时导弹下落距离减小, 俯仰角曲线波动幅值增加。
**投放 内埋导弹 数值模拟 气动干扰 湍流模型 weapon delivery missile in weapon bay numerical simulation aerodynamic interference turbulence model
1 空军工程大学航空航天工程学院，西安710038
2 中国人民解放军69008部队，新疆 五家渠831300
数值模拟方法是研究机弹分离问题的一种高效且经济的手段，它为研究炸弹与载机的安全分离、气动干扰等问题提供了参考依据。应用计算流体动力学软件FLUENT的二次开发功能和RNG k-ε湍流模型建立了投弹流场数值模拟和弹道仿真相结合的炸弹投放仿真模型;运用动网格技术更新投放物与载机发生相对运动而导致的计算域变化；将整个流场的解与六自由度运动方程的解进行耦合，模拟计算了炸弹与载机分离的过程；得到了在气动干扰下炸弹姿态角和位置随时间变化图。结果表明，在超音速条件下气动干扰对投弹的纵向运动影响非常严重，而横侧向运动受气动干扰影响不大。
外挂物投放 数值模拟 动网格 气动干扰 湍流模型 store separation numerical simulation dynamics mesh aerodynamic interference turbulence model
利用广义惠更斯菲涅耳原理计算高阶贝塞尔高斯光束(BGB)在非柯尔莫哥诺夫湍流模型下传输的横向光强分布特性。该模型中，湍流对相位干扰的大小与距离和幂律有关。在远距离处，幂律对干扰大小的影响较为明显。通过Matlab进行数值计算的结果表明，远距离处(10 km)的各阶BGB光束光强分布形式均有很大展宽，同时它们随幂律的变化也相对于短距离时更为剧烈。高阶BGB光束受到湍流干扰的影响要小于低阶光束。对于同阶光束来说，横向参数越大的光源在湍流中传输的展宽现象也越为明显。
大气光学 高阶贝塞尔高斯光束 广义惠更斯菲涅耳原理 非柯尔莫哥诺夫大气湍流模型 数值积分
西北工业大学 翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室，西安 710072
为了研究氧碘化学激光器喷流流场流动情况，采用数值方法求解二维可压缩非定常Navier－Stokes方程及组分连续方程，空间离散格式为AUSM+up格式，用四步龙格－库塔方法作显式时间推进，湍流粘性系数使用k－ε两方程湍流模型进行求解。假设混合气体为热力学完全而热值非完全气体，化学反应模型采用有限速率反应模型。使用一种松弛迭代的方法来处理化学源项的刚性问题。计算了一个标准算例，结果与美国GASP程序计算结果符合良好。对氧碘化学激光器流场进行了二维数值模拟，研究了该激光器中激发态氧初始产额、水蒸气含量以及不同喷管数目对增益分布的影响。结果表明，除水和增加激发态氧初始产额都可使小信号平均增益增大，采用两个碘喷管比采用一个碘喷管能够获得更大的小信号平均增益。
激光器 氧碘化学激光器 喷流 AUSM+up格式 k－ε两方程湍流模型 lasers chemical oxygen iodine laser injection flows AUSM + up schemes κ-ε two equations turbulence model
西北工业大学,翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室,陕西,西安,710072
采用数值方法求解二维可压缩非定常N-S方程及组分连续方程,计算氧碘化学激光器中的组分超音速混合反应流场.空间离散格式为AUSM+-up格式,用四步龙格-库塔方法作显式时间推进,湍流粘性系数使用k-ε两方程湍流模型进行求解.假设混合气体为热力学完全而热值非完全气体,化学反应模型采用有限速率反应模型.使用一种松弛迭代的方法来处理化学源项的刚性问题.给出了出口处碘分子的质量分数分布,数值模拟结果与文献结果符合良好.
氧碘化学激光器 有限速率反应模型 AUSM+-up格式 k-ε两方程湍流模型
