CFD与Matlab方法优化亚音速航空电光系统气动光学效应

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本文主要探讨了亚音速空中电光系统(aero-optic effects of subsonic airborne electro-optical system)的评估方法,作者是 Yin Kexin 和 Jiang Huilin,发表于2006年8月10日的《中国光学学会》。他们提出了一种基于计算流体动力学(CFD)代码和MATLAB的简化评估策略。这种方法的核心在于通过CFD模拟计算出空气密度波动,这些波动受到诸如高度、速度、设备位置以及波长等因素的影响。这些波动数据被作为输入导入到MATLAB中进行进一步的分析。 研究结果显示,为了优化电光系统(EO system)的性能,有几个关键因素需考虑。首先,随着海拔的增加,系统的稳定性通常会有所改善,因为较高的高度有助于减小大气湍流的影响。其次,为了最小化光学失真,建议尽可能地减缓飞行速度,因为高速可能会加剧气流对光学系统的扰动。设备的位置也对性能有显著影响,放置在飞行平台前端(即靠近气流边界)可以降低风阻引起的波动,从而提高系统的分辨率和对比度。 论文指出,对于特定的波长,当同时考虑系统的对比度和分辨率时,存在一个最佳工作条件。通过数值模拟,作者验证了这种方法的有效性,证明了通过调整这些参数,可以显著提升电光系统的整体性能。研究使用的光学科学与应用的OCIS分类代码包括010.1330(光学仪器和系统),010.3310(光学工程中的光学波动和湍流),以及000.4430(光学测量和传感技术)。 总结来说,这篇论文提供了一个实用的工具,用于预测和优化亚音速空中电光系统在实际飞行环境中的性能,通过精确控制空气动力学影响和设备布局,可以在保证系统稳定性和精确度的前提下,有效地提高其效能。这对于设计和改进现代航空电子设备,特别是在高精度成像和导航系统方面具有重要的理论指导意义。