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基于涡旋光束传输的水下航行器尾流流场探测

周志超 唐云晴 许凌飞 顾村锋 刘平安

周志超, 唐云晴, 许凌飞, 等. 基于涡旋光束传输的水下航行器尾流流场探测[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(5): 901-905 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0076
引用本文: 周志超, 唐云晴, 许凌飞, 等. 基于涡旋光束传输的水下航行器尾流流场探测[J]. 水下无人系统学报, 2024, 32(5): 901-905 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0076
ZHOU Zhichao, TANG Yunqing, XU Lingfei, GU Cunfeng, LIU Pingan. Wake Flow Field Detection of Undersea Vehicles Based on Vortex Beam Propagation[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(5): 901-905. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0076
Citation: ZHOU Zhichao, TANG Yunqing, XU Lingfei, GU Cunfeng, LIU Pingan. Wake Flow Field Detection of Undersea Vehicles Based on Vortex Beam Propagation[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2024, 32(5): 901-905. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0076

基于涡旋光束传输的水下航行器尾流流场探测

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2024-0076
基金项目: 中央高校基本科研业务费(3072022JC0201); 中央高校基本科研业务费(3072024XX0201).
详细信息
    通讯作者:

    刘平安 (1982-), 男, 博士, 教授, 主要研究方向为流体力学.

  • 中图分类号: TJ630; U368

Wake Flow Field Detection of Undersea Vehicles Based on Vortex Beam Propagation

  • 摘要: 涡旋光场轨道角动量(OAM)在自由空间衍射中是保持不变的, 而在湍流层中由于流场内部存在拟序结构, 导致OAM谱分布对称性破缺, 且OAM也会发生改变。文中研究了基于OAM谱分布对称性破缺效应对流场流动结构进行探测的机理, 初步分析了将涡旋光场OAM应用于水下航行器探测的可行性并给出相关试验结果。此外, 根据光场总OAM也会发生改变的特性, 结合交叉OAM矩阵法, 阐述了基于OAM对不同流场特征进行辨识的理论依据。最后研究了涡旋光场对水介质的感知特性, 结合数值仿真结果, 提出了1个基于OAM传输特性探测水下航行器的技术构想。

     

  • 图  1  OAM谱分布图像

    Figure  1.  OAM spectral distribution image

    图  2  水槽模拟实验结果

    Figure  2.  Experiment results of sink simulation

    图  3  基于Rayleigh-Bénard湍流的数值仿真结果

    Figure  3.  Numerical simulation results based on Rayleigh-Bénard turbulence

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-05-08
  • 修回日期:  2024-07-15
  • 录用日期:  2024-07-24
  • 网络出版日期:  2024-09-02

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