波面
- 多普勒现象及其拓展应用
中以圆弧代表声波波面,表达波的速度.图1声音传递需要介质,因此波源相对介质的运动与观测者相对介质的运动,将会产生不同的接收频率改变效果.与声音不同,光的传播不需要介质,因此对于光的多普勒现象,不论是波源以速度v靠近观测者,还是观测者以速度v靠近波源,接收频率都是相同的表达式,即,其中.远离时,f＝光的多普勒现象规律的推导,需要用到相对论的知识,本文不再做分析.1.2 多普勒现象规律推导在介质静止参考系内,以观测者B静止,波源A以速度v靠近观测者这一情形为例
高中数理化 2023年2期2023-02-27
- 利用惠更斯作图法解释渥拉斯顿棱镜的工作原理
。2.1 o光的波面、传播方向与偏振方向由于o 光各向同性，其次波面为半球面，且经一定时间上下两根光线的半球型次波面半径相等，故其包络面为平行于界面的平面，连接次波源中心和切点并延长，得到o 光的传播方向，仍然沿水平方向没有改变。事实上，上述结果也可以由o光遵从普通的折射定律得到：入射角等于0，则折射角也等于0，光线正透射。根据主平面定义：o 光传播方向和光轴方向构成的面为o 光主平面，故此时纸面即为o 光主平面，又因为o 为线偏振光，且偏振方向垂直于o
山西大同大学学报(自然科学版) 2022年6期2023-01-14
- 一种可自动调焦的高精度相差哈特曼-夏克测量系统
通过对一个完整的波面进行采样分割，形成光斑阵列图像。当入射光波面为理想的平面波的时候，波面能够聚焦在每一个微透镜子孔径的中心，CCD 采集的图像是一个排列整齐的光斑阵列。图3（a）是理想波面经过微透镜阵列聚焦后CCD采集的图像。当入射光波面为畸变波面的时候，畸变波面经过微透镜聚焦之后，由CCD 采集到的图像与理想光波面采集到的图像相比，光斑将会在x 轴和y 轴方向产生偏移。图3（b）是畸变波面经过微透镜阵列聚焦后CCD 采集的图像。波前重构算法是通过计算测
仪器仪表用户 2022年12期2022-12-02
- 半潮堤前的反射形态与时均流速场分析
入射波和反射波的波面方程可表示为：ηI(x，t)=AI[cos(ωt-kx+θI)+isin(ωt-kx+θI)]=AIei(ωt-kx+θI)(1)ηR(x，t)=AR[cos(ωt+kx+θR)+isin(ωt+kx+θR)]=ARei(ωt+kx+θR)(2)式中：AI和AR分别是入射波和反射波的波幅，θI和θR为初相位角，ω为波浪圆频率，k为波数。由入射波和反射波叠合得到建筑物前x=x1和x=x2处的波面过程：η(x1，t)=AIei(ωt-kx1
海洋工程 2022年3期2022-06-06
- 小平坦波面光场的尺度变换特性
像的光场为小平坦波面光场，满足正弦条件的透镜物像共轭平面之间的垂轴小面积物、像变换关系为尺度变换关系，即满足正弦条件的透镜物像共轭平面之间的小平坦波面光场变换关系为尺度变换关系。在经典衍射理论中，第一种瑞利—索末菲（Rayleigh-Sommerfeld）衍射积分公式［5-9］常被用于平坦波面衍射源的衍射远场特性分析，德拜（Debye）积分公式［8-12］常被用于会聚半球形波面衍射源的焦平面光场特性分析，但由上述两个衍射积分公式表达的一些非傍轴衍射光场不满
光子学报 2022年1期2022-02-22
- 基于立体视觉和波浪理论的波面测量方法初探*
0240）引 言波面的特性如波高、方向、表面坡度等数据的获取，不仅在工程应用上决定了近海岸及近岸结构设计，在机理研究上对理解空气和水界面的动量、质量和传热也起着至关重要的作用[1-2]，同时波浪的精确测量在一定程度上也指导和验证了波浪理论的发展及数值模型的建立[3-7]，因此如何精确地获取时空连续的波浪数据一直是研究热点.Krogstad 和Barstow[8]及Tucker 和Pitt[9]对现有的波面测量技术作了比较全面的总结，传统的测量方法一般是基于
应用数学和力学 2022年12期2022-02-01
- 基于深度学习的随船波浪测量技术研究
平台所处位置真实波面升高的实时测量难度较大，根据浮式海洋平台与波浪相互作用的机理，对平台气隙—运动响应数据进行推算进而获得高精度波浪时序信息。气隙响应及其预报方法对于波浪时序随船测量技术的研究十分重要，近年来众多学者通过理论研究的方法开展了气隙预报方面的研究。对于浮式结构物如半潜式平台来说，在平台设计阶段气隙响应的预报是一个十分复杂的问题，与许多参数有关，包括平台的主体特征，系泊系统的动力特性及海洋环境的特征等[5]。在平台实时监测中瞬时气隙响应主要受两部
海洋工程 2021年5期2021-10-27
- 深水极端波浪非线性几何特征试验分析
变形，波前前倾，波面幅值增加，波面不再对称。针对波浪演化的复杂变化及破碎波几何特征，学者们已经进行了相关研究。早在1891年，Stokes[2]建议当波顶角大于等于120°时，波浪发生破碎。Myrhaug和Kjeldsen[3]通过分析极端波浪的峰前陡、竖直和水平不对称因子，对极端波浪的不对称性进行分析。Bonmarin[4]针对深水陡波演化至波浪发生破碎阶段进行了试验观察研究，尤其针对波浪接近破碎区域的波形不对称情况进行了分析，指出不对称增长率与破碎类型
海洋工程 2021年5期2021-10-27
- 非线性波作用下潜堤周围的流体分离与涡流结构
区域和背浪区域的波面过程和速度场，展示了潜堤周围不同相位时刻的涡流结构。基于RANS–VOF格式建立了与试验对应的数值模型，探讨了不同造波方法的适用性和海绵层的消能效果，进一步分析了潜堤表面边界层的流体分离现象。1 试验设计试验在大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室开展，波浪水槽长30.00 m，宽0.40 m，高0.65 m，一端装有液压推板式造波机，另一端设消能斜坡（图1（a））。水槽底部和侧面均为可透光的有机玻璃。模型堤体采用丙烯酸有机玻璃制成，
工程科学与技术 2021年5期2021-10-17
- 孤立卷破波传播演化特征分析
效应，针对卷破波波面演化的研究无法进行。另外，在捕捉卷破波波面形态变化时，波浪破碎的空间演化特性及可能出现的多层气液交界面使得图像测量比传统的浪高仪测量更为可靠[6]。图像最初用于现象观察及定性描述，后发展为定量测量手段，并在近年来与机器学习技术相结合[7]，在试验图像处理中应用广泛。但基于机器学习的图像分析方法需要大量的图像数据。为更便捷地提取波面轮廓，Hernndez等[8]采用了开源数据库ImageJ和OpenCV对甲板上浪的图像进行了分析，获得了较
哈尔滨工程大学学报 2021年6期2021-06-10
- 鲸豚表皮微尺度柔性变形的减阻原理研究
的弹性影响。刚性波面表达式为驻波柔性面表达式为流向随行波柔性面表达式为3 模拟结果为了探寻可能的仿生减阻方案，本文对刚性的及柔性的波状壁面进行了阻力数值模拟，作为对比，同步计算了刚性平板。计算工况Re范围为106～107。3.1 计算精度检验3.1.1 与实验结果比较本文计算方法与试验结果给出的平板壁面无量纲速度分布曲线如图3 所示，图中圆点为Abra⁃ham的经典实验结果[17]，实线为本文数值计算结果，两者总体吻合良好。3.1.2 与经典拟合公式比较采
船舶力学 2021年4期2021-04-24
- 基于N次图像旋转法的两平晶三面互检技术研究
斜，无法重建待测波面的离焦和像散项[3]。Fujimoto 提出旋转平移法，在伪剪切方法的基础上增加一次旋转测量，重建了像散项误差，仍然不能恢复离焦项[6]。徐晨等人提出了两平晶三面互检的绝对检验方法，通过提前测量测试平晶的折射率非均匀性，结合Zernike 多项式得到绝对面形低频分布[11]。在此基础上，孙文卿分别从空域和频域使用图像旋转算法和快速傅里叶变换方法解算波面，此时图像旋转算法集中于低频波面的求解[12]。本文采用基于N次图像旋转法的两平晶三面
应用光学 2021年1期2021-04-11
- 畸形波的实验室重构方法
现，3 次造波的波面时序列吻合较好，且波形平稳，造波与目标值偏差小于2%，表明造波机的重复性较好，所造波浪准确可靠。图1 造波机组成结构示意图图2 造波机重复性验证1.2 造波方法本研究所用的实验水槽平时使用的都是封装好的造波系统，只能用于模拟规则波和预设波谱的不规则波，且相位均是随机产生，难以实现波浪定时、定点聚焦产生畸形波。根据造波机运动原理，编程自定义生成造波机电压信号实现任意目标波浪在水槽中的重现，且可重复性较好。造波控制文件的电压信号是二进制数字
实验室研究与探索 2021年1期2021-02-27
- 基于计算全息的零位补偿干涉检测
，因此CGH作为波面补偿器件，可以实现非球面面形的干涉检测.目前，基于计算全息补偿的零位干涉检测是一种高精度方案[2].在非球面面形检验中，泰曼-格林干涉结构由于具有对比度可调，调试方便的优点而经常被采用.在采用泰曼-格林干涉仪的方案中，根据CGH的位置不同又分为如下两种方案[3-4].1.1 CGH置于测试臂把CGH放在测试臂时，CGH与标准透镜组构成的组合将球面波前调制成非球面波前，并垂直入射到待测非球面表面，反射后的波前包含非球面的面形分布数据，与参
辽宁大学学报（自然科学版） 2020年4期2020-12-22
- 空间光调制器像素结构对波前重建的影响
C-SLM 重建波面的PV值为0.420 3λ，RMS值为0.091 4λ。哈尔滨理工大学的周昊[16]基于LC-SLM搭建泰曼格林型干涉光路，对口径为50 mm和 52 mm的两个凹抛物面镜进行了检测，证明了 LC-SLM 作为 CGH 记录介质实时动态灵活测量非球面方法的可行性。2019 年国防科技大学[17]提出了一种使用 LC-SLM 作为可重新配置波前形状的多级干涉图型计算机生成全息图(ICGH)的方法，对非球面和自由曲面进行动态零位测量，提高了
光学精密工程 2020年10期2020-11-24
- 基于统计分析的半潜式平台气隙预报方法研究
性简化而严重低估波面升高，与实际差异较大，故不能满足平台安全性要求。 国内外学者针对此问题，分别在理论分析、数值计算、模型试验等方面提出改进方法。在计算方法及计算思路优化方面，Nielsen[5]针对浮式平台，分别将不同波浪组合下波浪升高的数值计算与模型试验做对比，利用修正简化过程的方法实现气隙计算优化；Eatock等[6]介绍了一个高阶离散元积分方程，提高了一阶和二阶问题的计算效率，同时提高计算精度；特别地，针对二阶波浪力与二阶低频运动问题[7-9]，P
海洋工程 2020年5期2020-10-24
- V形防波堤与圆弧型防波堤之浅水波绕射作用的比较
波浪力和最大绕射波面明显大于微幅波理论的对应值。本方法适用于张角180°的有限长直立薄壁防波堤的浅水波绕射作用计算, 从而将无限长直立薄壁堤的反射波理论加以有效拓展。张角同为120°的V形堤与圆弧堤的堤后防浪效果相近, 而180°圆弧堤的堤后防浪效果优于张角90°的V形堤。椭圆余弦波; V形防波堤; 圆弧防波堤; 绕射; 波浪力防波堤被广泛应用于近岸工程以抵抗波浪作用, 从而对离岸海工设施和近岸作业水域实施保护。防波堤具有各种常见类型, 包括直立直墙式防波
海洋科学 2020年6期2020-06-28
- 基于波长移相剪切干涉的准直波前重构技术
示，以干涉仪出射波面的中心为坐标原点建立xOy坐标系，干涉仪出射波前表示为W(x),x∈[a,d]，波面的x∈[a,c]部分及x∈[b,d]部分分别经楔板的前后表面反射后形成波面WAC及WBD；这两组波面完全进入角锥棱镜并反射成为再由楔板反射后形成剪切波面图2 测试光路Fig.2 Testing of optical path其中CAC及CBD为常数，两者之间的错位量为s=b+da-c。于是光程差函数：其中：Ibg(x) 为 背景光强；C(x)为调制度函数
应用光学 2020年1期2020-03-05
- FFT动态相位重建算法的滤波窗影响分析
T）具有处理瞬变波面相位的能力，可有效克服机械振动和气流的影响[3-5]，因此成为大口径光学元件测量的常用方法之一。快速傅里叶变换法（FFT）于20 世纪80 年代被提出并应用于条纹图的相位提取中[6]，对干涉条纹图进行FFT 相位提取法的目的是提取出频谱中包含被测波面信息的正一级频谱，也称为滤波过程[7-8]，滤波过程的好坏直接影响相位提取精度的高低。目前国内外文献针对FFT 相位提取技术主要围绕算法中几个关键步骤进行研究，如文献[9]对干涉图延拓进行分
应用光学 2020年1期2020-03-05
- 基于恒定陡度聚焦波模型的分析与讨论
给出了不规则波的波面过程表达式(1)式中：an和ωn分别为各个组成波的振幅和角频率；εn是随机数，取值在(0,2π)范围内，在此基础上人们把波浪看成定常随机过程，可以看作不同组成成分的余弦波叠加而成。任意时间和位置的波面过程表示为[10](2)式中：N为组成波的个数；ai为组成波的波幅；ωi为组成波的角频率；ki为组成波的波数；φi为组成波的初始相位。组成波的频率和波数满足色散关系(3)假定波浪在指定时刻t=tf时聚焦于指定位置x=xf，各组成波在该处叠加
水道港口 2020年6期2020-02-22
- 内波作用下水下航行体水动力载荷及运动特性研究
法处理分层流中的波面捕捉问题。内孤立波一般用KdV 方程描述。内孤立波表征了非线性与频散性共存的物理现象。KdV 理论最早是由Korteweg 和de Vries[6]提出的，由理想无旋势流理论得到的解析表达式。根据KdV 理论，分层流总深度为h，振幅为a 的内孤立波的波面表达式为：（3）重叠网格方法重叠网格方法将复杂的流动区域分成几何边界比较简单的子区域，各子区域中的计算网格独立生成，彼此存在着重叠、嵌套或覆盖关系，流场信息通过插值在重叠区边界进行匹配和
船舶力学 2019年5期2019-06-04
- 钻井船月池区波面升高运动分析
生剧烈振荡，扰动波面升高变大，会加大船体的运动和航行时的阻力，对月池内部装置产生抨击，甚至会引起上浪[2]。张利军等[3]采用三维势流理论研究了月池内流体共振对船体运动的影响，发现月池的活塞共振运动会显著增加船体的垂荡运动，而月池的晃荡共振运动对船体运动的影响较小。孙采薇[2]等基于N-S方程和VOF 方法，通过实现船体与波浪的耦合运动，对活塞共振状态下的船体运动进行数值模拟，发现共振情况下活塞运动会增大船体垂荡运动，船体运动会增大月池内流体活塞运动。黄磊
石油工程建设 2019年2期2019-05-11
- 波面检定仪无线调节单元的限位系统设计
造两者形影相随。波面检定仪作为光学领域中十分重要的精密检测仪器，被广泛应用于高精度检测中。传统波面检定仪的调节大都是手动调节，其操作相对复杂，调节速度慢、调节效率低且受人为因素影响较大。对此，上海理工大学和苏州慧利仪器有限责任公司研究出通过无线遥控的方式进行调节的方案，解决了波面检定仪手动调节的一系列弊端。调节控制单元主要由高精密直流电机执行，在执行过程中，电机的转动不是随意进行的，而是在达到一定位置时，需要及时停止并反馈相应的信息[1-2]。为了实现对波
光学仪器 2019年1期2019-04-26
- 基于波面分解的跨海桥梁下部结构波浪荷载计算方法
对桥梁所在海域的波面变化情况进行观测，根据实测数据推算相应海域的波浪环境参数，进而计算结构受到的波浪荷载。目前，通过波面得到波浪荷载的主要方法有：代表波法、谱分析法等[6]。代表波法是对波面实测数据进行统计分析，提取具有统计特征的波高和周期，然后由此构造规则波计算波浪荷载[7]。然而，代表波法不能反映波浪荷载随时间的变化规律。谱分析法则是将波面时程转化为频谱模型，通过谱分析方法计算波浪荷载。高加云对比讨论了不同波浪谱数学模型对波浪场、风浪场的模拟精度[8]
铁道标准设计 2019年5期2019-04-24
- 基于子孔径波面拼接的直接波前解卷积效率
提出了一种子孔径波面拼接的波前复原方法，分析了波面拼接下的直接波前解卷积效果，同时对波面拼接与传统泽尼克模式法在运行效率上的差异进行了比较分析。1 子孔径波面拼接方法在传统的自适应光学领域，通常采用模式法来重构波前[16]，即用1组泽尼克多项式来描述波前Φ(x,y)，其表达式为(1)式中：a0为平均波前相位；aK为第K项泽尼克多项式系数；ZKx,y为第K项泽尼克多项式；ε为波前相位测量误差。通过斜率测量出波前误差的各个模式系数后，就可得到整个波前的表达式。
上海航天 2019年1期2019-04-03
- 本期导读
《钻井船月池区波面升高运动分析》一文，以一艘深水钻井船为研究对象，基于三维势流理论计算钻井船月池区波面升高运动。利用AQWA 软件对钻井船进行水动力计算，预报得到高海况和低海况下钻井船月池区波面升高运动结果。通过对钻井船月池开、闭两种情况下波面升高运动结果进行分析，发现月池结构的存在会显著改变波面升高运动的幅值，对不同浪向下月池区波面升高运动的结果进行对比发现：横浪状态，月池结构会导致波面升高运动幅值加大；迎浪状态，月池结构能够有效屏蔽波浪作用，减小月池
石油工程建设 2019年2期2019-02-13
- 四波横向剪切干涉法测光学系统透射波前
的发展。根据剪切波面形成方式的不同，又可以分为平行平板横向剪切干涉仪和光栅横向剪切干涉仪。1964年，M.V.R.K.Murty提出利用单个平行平板产生横向剪切干涉的方法[1]，激光器发出激光通过滤波小孔长生标准球面波，通过被测透镜入射到斜放至的平行平板，波面经过平板前表面和后表面反射，产生两个相分布相同但横向有微小剪切的波面，从而发生干涉，这是一个最简单的横向剪切干涉方法。Jae Bong Song等人提出将斜平板改为厚度渐变的楔板，从而可以产生移相[2
福建质量管理 2018年18期2018-10-17
- 光学元件面形评价参数的稳定性及关联性*
同.近年来，数字波面干涉仪的发展，使得光学元件的测量更加方便、准确，如何对测量结果进行评价成为重点研究的问题.目前，在低频面形检测中，人们大多使用峰谷值(Peak to Valley，PV)或均方根值(Root Mean Square，RMS)来评价光学元件的面形质量[2-3].这里的PV值仅指被检波面上最高点、最低点的差值.波面是指由标准面或被测面反射的光，其携带了反射面面形的偏差信息.随着干涉测量技术的发展，干涉仪的精度和分辨率显著提高，使用两点PV值
西安工业大学学报 2018年3期2018-07-06
- 基于黏流理论的半潜式平台近场干涉数值计算
浪向下绕射和辐射波面的变化规律和平台结构形式对波浪高程的影响，结果表明：由于平台为多立柱结构，使得绕射和辐射波发生强烈的近场干涉效应，局部波面放大。在特定海况条件下，绕射和辐射效应使得总波面高程增大。蒋安等[10-11]采用势流理论的方法对波浪作用下的半潜式平台周围近场干涉问题进行预报，结果表明：前后立柱的最大波面爬升并不发生于迎浪点和背浪点，而在其两侧，干涉现象发生时，并不是所有位置点都有很大的波面升高，而是在特定点产生局部极大值。单铁兵[12]在上海交
中国海洋平台 2018年3期2018-07-03
- 浅谈光的干涉和衍射的区别和联系
干涉 光的衍射 波面 光程差中图分类号：0415 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）02-0-01光是一种电磁波，而干涉与衍射现象就是波动性的典型。若有几列波同时在一介质中传播，而且这几列波在空间某点相遇，在其相遇的区域内，任何一点处质点的振动为各列波单独在该点引起的振动的合振动，即在任一时刻，该点处质点的振动位移是各个波在该点所引起的位移的矢量和，这一规律称为波的叠加原理[1]。一、光的干涉两列或几列光波在空间相遇时互相叠加，在某些
中文信息 2018年2期2018-05-30
- 波浪中两固定浮式结构窄缝间水动力干扰研究
况下窄缝间流场的波面升高，对两固定浮式结构窄缝间流场的水动力共振现象作出初步预测。1 数值模拟基本理论1.1 流体运动基本方程假设流体为粘性且不可压缩，同时满足质量守恒的连续方程和动量守恒的运动方程。1）连续方程（质量守恒方程）Euler型连续性方程的微分表达式如下：2）动量守恒方程（N-S方程）动量守恒方程是所有流体运动都必须满足的方程。最早由Navier于1827年提出，当时只考虑流体不可压缩。而后进过多年的不断发展，在1831年Possion提出了可
舰船科学技术 2018年2期2018-03-12
- 基于波面干涉技术测量高精度零件垂直度方法与修正技巧研究
15000）基于波面干涉技术测量高精度零件垂直度方法与修正技巧研究黄俊（湖南文理学院，湖南 常德 415000）机械加工技术的提高，带动了人们对零件加工精度的要求。要想获得更高的精度，现场加工时需要采用更加准确的测量方法，以便获得更加精准的测量数据。本文以高精度零件垂直度的现场测量为例，提出了基于波面干涉技术测量的方法进行垂直度测量，并且分析了测量误差，对高精度零件垂直度的修正技巧进行了探讨。测量；高精度；垂直度；波面干涉技术现代科学技术的迅速发展，对零件
中国设备工程 2017年24期2017-12-28
- 三维弹性侧壁液舱内液体晃动波面的实验研究
壁液舱内液体晃动波面的实验研究唐 洁1，李晨光2，王国玉1(1. 大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁 大连 116023; 2. 中交理工交通技术研究院有限公司，辽宁 大连 116023)通过物理模型实验，对弹性侧壁液舱和刚性液舱内液体晃荡问题进行了研究。由于流固耦合的影响，弹性侧壁液舱内液体晃荡的最低阶固有频率稍小于同尺寸的刚性液舱内液体晃荡的最低阶固有频率。液舱模型处于纵向简谐激励作用下，其中激励频率在最低阶固有频率附近。实验分析两种相对
海洋工程 2017年6期2017-12-11
- 移相干涉仪的改进方法与实现
相位计算，可得到波面分布. 介绍了数据处理流程，编写了相关程序. 将本方法与Zygo干涉仪MetroPro的计算结果进行了比较，φp和φRMS偏差分别为0.005λ和小于0.001λ.Zernike多项式拟合结果也验证了该方法的准确性和有效性.移相干涉；视频采集；Zernike多项式拟合干涉测量技术作为高精度、非接触式测量手段，随着电子技术的发展，移相干涉术取得了长足的进步，使得干涉测量精度大幅度提高[1]. 目前，众多高校以及科研院所的实验室都配备了移相
物理实验 2017年10期2017-10-24
- 规则波浪中舰船纯稳性丧失计算研究
出物理含义清晰的波面方程。在Froude-Krylov假定条件下，结合AutoCAD二维图形面域计算技术和VBA编程方法，提出了规则波浪中舰船纯稳性丧失的计算方法。针对一艘具有阶梯式甲板的舰船，计算了规则波浪中舰船复原力臂曲线，证明大横倾状态具有一致收敛性。［结果］计算得到了规则波浪中稳性变化规律：纵向波浪中，波面高于甲板或低于船底导致有效水线面消失是稳性降低的主要原因；斜浪和正横浪中，波面相对船体横剖面倾斜引起的不对称性，是稳性大幅度降低的主要原因。［结
中国舰船研究 2017年3期2017-07-25
- 海面舰船开尔文尾迹红外特征与探测的模拟
构型。然后，通过波面发射率计算、探测器视场模型建立及热像生成3个步骤，完成海面Kelvin尾迹的红外图像仿真。最后，根据尾迹与周围海水间的辐射温差，建立Kelvin尾迹的探测模型。研究结果表明：探测天顶角越大，Kelvin尾迹与周围海水间的发射率差异越明显，尾迹的红外图像特征越显著；同时，随着探测天顶角的增大，探测概率逐渐增大。开尔文尾迹；红外特征；图像仿真；探测概率0 引言舰船在海面行驶时，会在船后形成一条明显可辨的尾流区，且能够持续很长时间，长度可达数
红外技术 2017年8期2017-03-22
- 运动参数对近波面拍动翼推进性能的影响
伟运动参数对近波面拍动翼推进性能的影响刘鹏，苏玉民，李宏伟(哈尔滨工程大学水下机器人技术重点实验室，黑龙江哈尔滨，150001)研究水翼不同运动参数对近波面二维刚性拍动翼推进性能的影响。首先，根据计算流体动力学(CFD)建立了近液面水翼的计算模型，然后采用速度边界造波及动网格等方法对不同参数下水翼的运动及水动力性能进行模拟和分析，最后，计算比较水翼处于无界流中及近静水面时性能。研究结果表明：恰当的水翼摇摆与升沉间相位差能够有效增加翼推力，提高翼推进效率及
中南大学学报（自然科学版） 2016年12期2017-01-21
- 轴承滚珠面型误差激光干涉测量系统的研究
采用泽尼克多项式波面拟合的方法来消除其对测量结果的影响。实验表明,该系统的测量结果与ZYGO干涉仪所得到的结果相比较,峰峰值相差0.001 6λ,均方根误差相差0.004λ,能够有效地对轴承滚珠面型进行检测,且测量结果具有较高的可靠性。此外,该方法还可进一步推广应用于其他需要进行圆球度测量的领域,具有广泛应用前景。相移干涉;轴承滚珠;波面拟合;调整误差滚动轴承在精密机械系统中具有广泛的应用,如作为航空发动机转子系统支撑部件、高速铁路车辆支撑部件、机床主轴重
西安交通大学学报 2016年6期2016-12-23
- 风浪破碎判据的实验检验
。实验测量了风浪波面位移的时间序列，并人工同步标记出破碎发生的时刻。研究了4种常用判据，包括波陡、瞬时波面斜率、波峰水质点水平速度与相速度之比，以及波峰水质点向下加速度与重力加速度之比。采用破碎判据对所测风浪序列中的破碎波进行识别，根据人工标记数量计算破碎率以确定破碎阈值。计算结果表明，几何判断阈值接近Stokes波极限值，而运动学和动力学判断阈值则明显偏离。进而检验了判据识别出的破碎波与人工标记破碎波的一致性。在达到破碎阈值的波中，约35%～55%与人工
海洋通报 2016年5期2016-11-14
- 耗散系数修正对波浪载荷预报的影响研究
耗散系数对月池内波面升高进行计算，参考模型试验结果，选取月池内液面的合理耗散系数以准确模拟月池围壁压力分布，在此基础上分析耗散系数对船体梁波浪载荷的影响［2-3］。1 耗散系数方法介绍由相关文献［4-5］可知，理想流体（无粘、无旋、不可压缩）假设下，二维空间下流体质量守恒拉普拉斯方程如下：对于波浪简谐运动，速度势 可以表示为：式中：“R（）”表示复变量的实部。式中：g为重力加速度，m/s2； A为入射波波高，m；ω= 2π/ T为入射波圆频率，rad/s；
船舶 2016年4期2016-09-09
- 基于波面面形的滤波计算
01800)基于波面面形的滤波计算夏志林1,曾 翔1,2,刘世杰2*,周 游2,张志刚2(1.武汉理工大学 材料科学与工程学院，湖北 武汉 430070;2.中国科学院 上海光学精密机械研究所 强激光材料重点实验室，上海 201800)为提高光学干涉测量的精度，研究了用来消除干涉条纹图噪声的滤波算法。讨论了不同波面和不同干涉仪噪声下不同滤波方法的滤波效果。考虑干涉仪噪声对条纹图的影响与检测中的不同波面情况，基于泽尼克多项式原理用matlab仿真法建立了离焦
光学精密工程 2016年12期2016-02-11
- 大口径光学元件斜入射反射波前误差测量和计算
系统对光学元件的波面误差提出了苛刻的要求[2]，其中包括空间尺度大于33 mm的低频波面误差和空间尺度介于2.5～33 mm之间的中频PSD1波面误差[3,4]。以美国“国家点火装置”(National Ignition Facility，NIF)为例，该装置的高功率激光驱动器使用了数千件通光口径大于42 cm×42 cm的大口径平面光学元件，大部分为矩形光学元件[5]，其中一部分光学元件在使用角度下的反射波前误差要予以严格控制，如：大口径偏振片，其使用角
光学精密工程 2016年12期2016-02-11
- 一种快速非线性海浪数值仿真方法
体现了非线性海浪波面位移的偏态分布特性，而且在波动能量分布上，仿真结果与JONSWAP谱所代表的海浪记录接近。非线性海浪；JONSWAP谱；B分布；非线性修正0 引言迄今所提出的种种海浪线性模型都是将海浪描述为线性小振幅简单波动的叠加，并假定作为组成波的这些简单波动是随机而相互独立的，叠加结果为具有各态历经性的平稳正态过程，以此过程描述海浪即构成所谓线性海浪模型［1-4］。虽然这种模型具有理论推证完备和应用方便等优点，但它对海浪的描述与实际海浪现象是有偏差
水下无人系统学报 2015年4期2015-10-25
- 基于插值法波面拟合的球面光学元件检测
涉仪、移相式数字波面激光干涉仪等对干涉图样进行波面拟合采用的都是Zernike多项式拟合算法［1－2］，但是直接影响拟合精度的Zernike多项式的阶数较难确定［3］，文献［4］中则定性地说明了Zernike多项式边界误差对拟合结果存在影响，在文献［5］中，采用对干涉图分别进行行插值和列插值，再将两次的插值结果进行加权拟合出干涉图的波面，但仍存在的问题就是由于插值法不具有Zernike多项式的单位圆正交性质，不能限制插值边界，边界存在突变，给计算结果带来一
应用光学 2015年4期2015-05-29
- 波面位移非线性特征数值研究
0049)海表面波面模拟和建模方法主要有3种[1]: 第一种是基于物理方法, 即从海浪的物理特性出发, 通过求解流体所满足的 Navier-Stokes方程, 获得流体质点在各个时间的运动状态; 第二种是基于海浪谱的建模方法, 即利用海浪统计和经验模型合成不同的正弦波, 来获得海面的仿真效果; 第三种是基于几何方法, 即通过构造一定的数学函数来模拟水波的外形, 合成一个海洋表面图像。由于基于海浪谱的建模方法物理概念清晰, 计算方便迅速, 且模拟结果和实际海
海洋科学 2015年12期2015-04-11
- 不规则波中半潜式平台气隙响应数值研究
平台的垂向运动、波面沿立柱爬升等因素决定。在设计平台阶段，一般要求下层甲板具有足够的高度，以保证波面与甲板下表面具有足够的气隙距离。如果气隙不足，造成抨击，会损坏甲板和设备，甚至影响整个平台的安全。因此，气隙响应研究对半潜式平台的安全具有重大意义。基于势流理论的三维源汇分布法是计算浮体以及波浪运动的通用方法，有不少学者运用这种法对半潜式平台的气隙问题进行了深入研究。1995 年 Fokk 等[1]在 Marintek 水池针对“Veslefrikk B”平
中国海洋平台 2014年1期2014-09-03
- 光学面形检测仪
技术，是一种数字波面测试技术.其原理是将相干两个剪切波面中的一个波面作阶梯式或连续变化，从而使干涉场中的干涉条纹作阶梯式或连续式扫描，用CCD相机获取干涉场中各点的光强，利用图像中各点光强的变化关系，求出被测波面的位相信息或波面面形.由于横向剪切干涉技术是利用被测波面自身实现干涉的，不需要标准的参考面，测试装置简单、测量速度快、测量精度高，且可以实时对剪切干涉图进行采集与处理，得到被测原始波面的信息.由西安工业大学研制的该测量仪器适合测量非球面度不高的光学
西安工业大学学报 2014年3期2014-03-03
- 基于波浪谱的三维随机波浪数值模拟及仿真
复杂的物理现象，波面上风速风向的变化，波浪内部运动破碎等因素都使海浪成为一种高度不规则和不可重复的现象[1-2]，即随机波浪。因此，只有随机波浪模型才能真实反映实际海浪，为海洋结构物的研究提供准确的波浪信息。本文采用Matlab软件对三维随机波浪进行仿真，生成波面图像，并对图像显示进行处理使其视角上更加接近真实波浪。为舰船、水下武器(鱼雷、潜射导弹等)的设计研究提供参考。1 波浪模型的建立1.1 随机波浪的数学模型实际波浪的运动过程是一个复杂的三维随机过程
舰船科学技术 2014年2期2014-02-03
- 基于波面拟合的可压缩剪切层气动光学效应分析
内不同空间位置的波面相位产生超前或滞后，从而引起成像偏移、模糊和抖动，这种现象就称为气动光学效应［1－2］。开展气动光学效应研究，探索气动流场特性与光学畸变特性之间的关联，一方面可以深入认识湍流流动机理，另一方面对提高光学成像探测系统的性能具有重要的意义［3］。目前的气动光学传输效应研究中，已经建立了相对完善的光学畸变数值模拟方法［4－7］，但是对于光学畸变特性的深入分析，还缺乏有效的分析手段，因此难以建立光学畸变与流场特性之间的定量关联。波面拟合是通过线
空气动力学学报 2013年6期2013-11-09
- 惠更斯原理及其应用的教学处理
原理，由某一时刻波面的位置可以用作图法确定下一时刻波面的位置．以球面波为例，说明惠更斯原理的应用．以点波源S为球心的球面波以速度u在空间向各个方向传播，t时刻的波面是半径R1=ut的球面S1[图1(a)].根据惠更斯原理，球面S1上的各点都可看作发射子波的波源[图1(b)].以S1上的各点为中心，以R2=uΔt为半径画子波波面[图1(c)]．画这些子波波面的包络面即以R=u(t+Δt) 为半径的球面[图1(d)]．过点波源S作包络面的垂线即波的传播方向[图
物理通报 2012年7期2012-01-23
- 容器固有频率对液体晃荡的影响＊
更新下一时间步的波面和速度势。通过将计算得到的波面结果与实验数据、解析解和已发表结果对比，吻合良好，验证了本方法的准确性。进而采用谱分析方法分析了波面时间历程，得到容器各阶固有频率对液体晃荡的影响。研究发现，基频对液体晃荡的影响最大，且非线性越强，更高阶容器固有频率的影响越大。固有频率；完全非线性；混合欧拉－拉格朗日方法；时域高阶边界元方法；谱分析在航空航天、大型远洋船舶运输和超大型原油储存罐等工程领域中，各种容器内液体晃荡问题普遍存在，且日益得到工业界和
海洋科学进展 2012年1期2012-01-06
- 海浪预报三维动画计算原理与制作方法
高度场，以及这些波面高度场对应的反光系数场；根据海浪预报图中波高的空间分布情况将不同波高的波面高度场拼接成复合的波面高度场，同时拼接出与之对应的复合反光系数场；由复合的波面高度场和反光系数场渲染出三维波面，并将渲染后的波面时间序列串接成动画形成最终产品。三维动画形式的海浪预报产品能有效地克服海浪有效波高等值线图信息不直观的缺点，预报信息易于被广大用户和公众理解。海浪预报；FFT；海浪渲染Abstract: A method of preparing an
海洋通报 2011年2期2011-09-25
- 干涉法在光栅波前检测中的应用研究
。1 刻划误差和波面像差的关系刻划误差一般有如下几种：单周期刻划误差，多重周期刻划误差，小尺度(或单一刻槽)刻划误差以及累积刻划误差[1]。小尺度刻划误差即一块刻划完美的平面光栅将产生完善的平面衍射波面。在自准直情况下，一块光栅可看作是倾斜放置阶梯的形式，如果观察者位于衍射波面的垂直方向上，衍射波面平行于垂直刻槽的一条边，并与光栅的平均表面倾角设光栅的一个刻槽沿平均表面位移a，则在波面垂直分量上的变化，衍射波面象差为故其波面象差为：则波面位相象差为：积累刻
长春理工大学学报（自然科学版） 2011年2期2011-03-16
- 基于波面随机性的船舶底部砰击压力计算方法研究
200030基于波面随机性的船舶底部砰击压力计算方法研究陈 震 肖 熙上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院，上海 200030基于海浪波面的随机特性，研究船舶底部砰击压力的计算方法。分析纵向入水角对船底砰击压力量值的影响程度，建立二者之间的定量关系。在预报船舶砰击压力时引入随机海浪的波面条件，计及船舶运动和海浪波面倾角因素对砰击压力的影响。采用蒙特卡罗数值模拟法对砰击压力的统计规律进行研究，结果表明：计及纵向入水角的船底砰击压力计算方法，更加合理地反映波面
中国舰船研究 2011年1期2011-03-06