Том 26, номер 11, статья № 3

Аннотация:

Представлены результаты расчета средней интенсивности и величины отклонения от прямолинейного распространения оптического пучка, прошедшего через ударную волну в начале трассы и распространяющегося затем в однородной среде. Показано, что пространственная неоднородность показателя преломления воздуха в области ударной волны, возникающей при обтекании сверхзвуковым потоком конусообразного тела, может оказывать фокусирующее действие на пересекающий ее пучок. Угловое отклонение оптического пучка от прямолинейного распространения за счет ударной волны зависит лишь от высоты над поверхностью Земли, на которой ударная волна образуется. С увеличением высоты влияние ударной волны на пересекающий ее оптический пучок уменьшается.

Ключевые слова:

дифракция, ударная волна, средняя интенсивность, угловое отклонение, фокусировка оптического излучения

Список литературы:

1. Frumker E., Pade O. Generic method for aero-optic evaluations // Appl. Opt. 2004. V. 43, N 16. P. 3224–3228.
2. Pade O. Models of turbulence for aero-optics applications // Proc. SPIE. 2001. V. 4419. P. 494–498.
3. Wang T., Zhao Y., Xu D., Yang Q.Y. Numerical study of evaluating the optical quality of supersonic flow fields // Appl. Opt. 2007. V. 46, N 23. P. 5545–5551.
4. Wang K., Wang M. Aero-optics of subsonic turbulent boundary layers // J. Fluid Mech. 2012. V. 696. P. 122–151.
5. Zubair F.R., Catrakis H.J. Aero-optical interaction along laser beam propagation paths in compressible turbulence // AIAA J. 2007. V. 45, N 7. P. 1663–1674.
6. Gao Q., Yi S.H., Jiang Z.F., He L., Zhao Y.X. Hierarchical structure of the optical path length of the supersonic turbulent boundary layer // Opt. Express. 2012. V. 20, iss. 15. P. 16494–16503.
7. Buckner A., Gordeyev S., Jumper E.J. Optical aberrations caused by transonic attached boundary layers: underlying flow structure // AIAA Paper. 2005–0752.
8. Rennie R.M., Duffin D.A., Jumper E.J. Characterization and aero-optic correction of a forced two-dimensional weakly compressible shear layer // AIAA J. 2008. V. 46, N 11. P. 2787–2795.
9. Pade O. Optical propagation trough turbulent jets // Proc. SPIE. 2004. V. 5572. P. 24–33.
10. Frumker E., Pade O., Rojt P.I. Optical distortions caused by propagation through turbulent shear layers // Proc. SPIE. 2004. V. 5237. P. 31–38.
11. Pade O. Propagation through Shear Layers // Proc. SPIE. 2006. V. 6364. P. 63640E.
12. Yoshizawa A. Simplified statistical approach to complex turbulent flows and ensemble-mean compressible turbulence modeling // Phys. Fluids. 1995. V. 7, N 12. P. 3105–3117.
13. Банах В.А., Запрягаев В.И., Кавун И.Н., Сазанович В.М., Цвык Р.Ш. Экспериментальные исследования дисперсии и спектров флуктуаций интенсивности лазерного пучка, пересекающего сверхзвуковой поток газа // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 5. С. 408–412.
14. Банах В.А., Маракасов Д.А., Сухарев А.А. Восстановление радиальной зависимости структурной характеристики показателя преломления в сверхзвуковом потоке газа по флуктуациям интенсивности лазерного пучка // Оптика и спектроскопия. 2010. Т. 108, № 1. С.116–121.
15. Банах В.А., Маракасов Д.А., Сухарев А.А. Восстановление структурной характеристики показателя преломления и средней плотности воздуха в ударной волне, возникающей при сверхзвуковом обтекании препятствий, из оптических измерений // Оптика и спектроскопия. 2011. Т. 111, № 6. С. 1032–1037.
16. Банах В.А., Запрягаев В.И., Сазанович В.М., Сухарев А.А., Цвык Р.Ш. Экспериментальные исследования оптическими методами среды над моделью, обдуваемой сверхзвуковой струей // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 12. С. 1091–1098.
17. Banakh V.A., Marakasov D.A., Tsvyk R.Ch., Zapryagaev V.I. Study of Turbulent Supersonic Flow Based on the Optical and Acoustic Measurements // Wind Tunnels and Experimental Fluid Dynamics Research / Dr. Jorge Colman Lerner and Dr. Ulfilas Boldes (Ed.). ISBN: 978-953-307-623-2. InTech. 2011. P. 607–628.
18. Зуев В.Е., Банах В.А., Покасов В.В. Оптика турбулентной атмосферы. Современные проблемы атмосферной оптики. Т. 5. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 270 с.
19. Кандидов В.П. Метод Монте-Карло в нелинейной статистической оптике // Успехи физ. наук. 1996. Т. 166, № 12. С. 1309–1338.
20. Банах В.А., Смалихо И.Н. Определение интенсивности оптической турбулентности по обратному атмосферному рассеянию лазерного излучения // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т.24, № 4. С. 300–307.
21. Банах В.А., Смалихо И.Н., Фалиц А.В. Эффективность метода субгармоник в задачах компьютерного моделирования распространения лазерных пучков в турбулентной атмосфере // Оптика атмосф. и океана. 2011. Т. 24, № 10. С. 848–851.
22. Гурвич А.С., Кон А.И., Миронов В.Л., Хмелевцов С.С. Лазерное излучение в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1976. 280 с.
23. Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. – DCW Industries, Inc., La Cañada, CA, 2006. 522 p.
24. Gao Q., Yi S.H., Jiang Z.F., He L., Wang Xi. Structure of the refractive index distribution of the supersonic turbulent boundary layer // Opt. and Lasers Eng. 2013. V. 51, iss. 9. P. 1113–1119.
25. Мощные лазерные пучки в случайно-неоднородной атмосфере / Под ред. В.А. Банаха. Авт.: В.П. Аксенов, В.А. Банах, В.В. Валуев, В.Е. Зуев, В.В. Морозов, И.Н. Смалихо, Р.Ш. Цвык. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. 341 с.