[发明专利]一种气动光传输效应对高速飞行器成像质量数值计算方法

摘要

一种气动光传输效应对高速飞行器成像质量数值计算方法，属于气动光传输效应研究技术领域。所述方法具体如下气动热环境下三维变折射率介质折射率场的构建；对通过三维变折射率介质的目标光束进行光线追迹；对通过三维变折射率介质后目标光束成像进行像质评价计算。本发明的优点是通过应用本发明公开的方法不仅可以仿真计算任意形状的整流罩在不同飞行工况下受气动热效应影响时整流罩的热响应分布特性(包括温度分布、形变分布)而且可以仿真计算受气动光传输效应影响下光束通过三维变折射率介质所成的目标图像的像质评价指标，得到真实飞行工况下，气动光传输效应对高速飞行器探测系统成像质量影响的规律。

主权项

一种气动光传输效应对高速飞行器成像质量数值计算方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：步骤一：气动热环境下三维变折射率介质折射率场的构建首先需要确定整流罩的基本外形结构，然后将整流罩离散化为有限元模型；对整流罩的有限元模型进行瞬态热‑结构耦合分析，得到整流罩有限元模型中每个网格节点的温度以及形变分布，依据晶体的热光效应由节点的温度场分布数据进而得到节点的折射率场分布；步骤二：对通过三维变折射率介质的目标光束进行光线追迹在步骤一得到整流罩有限元模型节点的形变场分布以及折射率场分布以后，对通过三维变折射率介质的目标光束进行光线追迹；通过对追迹的目标光束进行光程累加，得到目标光束通过整流罩以后的光程分布；步骤三：对通过三维变折射率介质后目标光束成像进行像质评价计算根据步骤二光线追迹得到的目标光束通过整流罩以后的光程分布，鉴于参考球面与实际波面在出瞳中心相切或相交，出瞳中心处的波像差为零，因此各条光线光程与主光线光程之差即为各条光线的波像差，即出瞳处的波像差，进而通过物理光学运算以及傅里叶变换得到点扩散函数以及调制传递函数的像质评价指标。