波面
- 多普勒現(xiàn)象及其拓展應(yīng)用
中以圓弧代表聲波波面,表達波的速度.圖1聲音傳遞需要介質(zhì),因此波源相對介質(zhì)的運動與觀測者相對介質(zhì)的運動,將會產(chǎn)生不同的接收頻率改變效果.與聲音不同,光的傳播不需要介質(zhì),因此對于光的多普勒現(xiàn)象,不論是波源以速度v靠近觀測者,還是觀測者以速度v靠近波源,接收頻率都是相同的表達式,即,其中.遠離時,f＝光的多普勒現(xiàn)象規(guī)律的推導(dǎo),需要用到相對論的知識,本文不再做分析.1.2 多普勒現(xiàn)象規(guī)律推導(dǎo)在介質(zhì)靜止參考系內(nèi),以觀測者B靜止,波源A以速度v靠近觀測者這一情形為例
高中數(shù)理化 2023年2期2023-02-27
- 利用惠更斯作圖法解釋渥拉斯頓棱鏡的工作原理
。2.1 o光的波面、傳播方向與偏振方向由于o 光各向同性，其次波面為半球面，且經(jīng)一定時間上下兩根光線的半球型次波面半徑相等，故其包絡(luò)面為平行于界面的平面，連接次波源中心和切點并延長，得到o 光的傳播方向，仍然沿水平方向沒有改變。事實上，上述結(jié)果也可以由o光遵從普通的折射定律得到：入射角等于0，則折射角也等于0，光線正透射。根據(jù)主平面定義：o 光傳播方向和光軸方向構(gòu)成的面為o 光主平面，故此時紙面即為o 光主平面，又因為o 為線偏振光，且偏振方向垂直于o
山西大同大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2022年6期2023-01-14
- 一種可自動調(diào)焦的高精度相差哈特曼-夏克測量系統(tǒng)
通過對一個完整的波面進行采樣分割，形成光斑陣列圖像。當(dāng)入射光波面為理想的平面波的時候，波面能夠聚焦在每一個微透鏡子孔徑的中心，CCD 采集的圖像是一個排列整齊的光斑陣列。圖3（a）是理想波面經(jīng)過微透鏡陣列聚焦后CCD采集的圖像。當(dāng)入射光波面為畸變波面的時候，畸變波面經(jīng)過微透鏡聚焦之后，由CCD 采集到的圖像與理想光波面采集到的圖像相比，光斑將會在x 軸和y 軸方向產(chǎn)生偏移。圖3（b）是畸變波面經(jīng)過微透鏡陣列聚焦后CCD 采集的圖像。波前重構(gòu)算法是通過計算測
儀器儀表用戶 2022年12期2022-12-02
- 半潮堤前的反射形態(tài)與時均流速場分析
入射波和反射波的波面方程可表示為：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分別是入射波和反射波的波幅，θI和θR為初相位角，ω為波浪圓頻率，k為波數(shù)。由入射波和反射波疊合得到建筑物前x=x1和x=x2處的波面過程：η(x1，t)=AIei(ωt-kx1
海洋工程 2022年3期2022-06-06
- 小平坦波面光場的尺度變換特性
像的光場為小平坦波面光場，滿足正弦條件的透鏡物像共軛平面之間的垂軸小面積物、像變換關(guān)系為尺度變換關(guān)系，即滿足正弦條件的透鏡物像共軛平面之間的小平坦波面光場變換關(guān)系為尺度變換關(guān)系。在經(jīng)典衍射理論中，第一種瑞利—索末菲（Rayleigh-Sommerfeld）衍射積分公式［5-9］常被用于平坦波面衍射源的衍射遠場特性分析，德拜（Debye）積分公式［8-12］常被用于會聚半球形波面衍射源的焦平面光場特性分析，但由上述兩個衍射積分公式表達的一些非傍軸衍射光場不滿
光子學(xué)報 2022年1期2022-02-22
- 基于立體視覺和波浪理論的波面測量方法初探*
0240）引 言波面的特性如波高、方向、表面坡度等數(shù)據(jù)的獲取，不僅在工程應(yīng)用上決定了近海岸及近岸結(jié)構(gòu)設(shè)計，在機理研究上對理解空氣和水界面的動量、質(zhì)量和傳熱也起著至關(guān)重要的作用[1-2]，同時波浪的精確測量在一定程度上也指導(dǎo)和驗證了波浪理論的發(fā)展及數(shù)值模型的建立[3-7]，因此如何精確地獲取時空連續(xù)的波浪數(shù)據(jù)一直是研究熱點.Krogstad 和Barstow[8]及Tucker 和Pitt[9]對現(xiàn)有的波面測量技術(shù)作了比較全面的總結(jié)，傳統(tǒng)的測量方法一般是基于
應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué) 2022年12期2022-02-01
- 基于深度學(xué)習(xí)的隨船波浪測量技術(shù)研究
平臺所處位置真實波面升高的實時測量難度較大，根據(jù)浮式海洋平臺與波浪相互作用的機理，對平臺氣隙—運動響應(yīng)數(shù)據(jù)進行推算進而獲得高精度波浪時序信息。氣隙響應(yīng)及其預(yù)報方法對于波浪時序隨船測量技術(shù)的研究十分重要，近年來眾多學(xué)者通過理論研究的方法開展了氣隙預(yù)報方面的研究。對于浮式結(jié)構(gòu)物如半潛式平臺來說，在平臺設(shè)計階段氣隙響應(yīng)的預(yù)報是一個十分復(fù)雜的問題，與許多參數(shù)有關(guān)，包括平臺的主體特征，系泊系統(tǒng)的動力特性及海洋環(huán)境的特征等[5]。在平臺實時監(jiān)測中瞬時氣隙響應(yīng)主要受兩部
海洋工程 2021年5期2021-10-27
- 深水極端波浪非線性幾何特征試驗分析
變形，波前前傾，波面幅值增加，波面不再對稱。針對波浪演化的復(fù)雜變化及破碎波幾何特征，學(xué)者們已經(jīng)進行了相關(guān)研究。早在1891年，Stokes[2]建議當(dāng)波頂角大于等于120°時，波浪發(fā)生破碎。Myrhaug和Kjeldsen[3]通過分析極端波浪的峰前陡、豎直和水平不對稱因子，對極端波浪的不對稱性進行分析。Bonmarin[4]針對深水陡波演化至波浪發(fā)生破碎階段進行了試驗觀察研究，尤其針對波浪接近破碎區(qū)域的波形不對稱情況進行了分析，指出不對稱增長率與破碎類型
海洋工程 2021年5期2021-10-27
- 非線性波作用下潛堤周圍的流體分離與渦流結(jié)構(gòu)
區(qū)域和背浪區(qū)域的波面過程和速度場，展示了潛堤周圍不同相位時刻的渦流結(jié)構(gòu)?；赗ANS–VOF格式建立了與試驗對應(yīng)的數(shù)值模型，探討了不同造波方法的適用性和海綿層的消能效果，進一步分析了潛堤表面邊界層的流體分離現(xiàn)象。1 試驗設(shè)計試驗在大連理工大學(xué)海岸和近海工程國家重點實驗室開展，波浪水槽長30.00 m，寬0.40 m，高0.65 m，一端裝有液壓推板式造波機，另一端設(shè)消能斜坡（圖1（a））。水槽底部和側(cè)面均為可透光的有機玻璃。模型堤體采用丙烯酸有機玻璃制成，
工程科學(xué)與技術(shù) 2021年5期2021-10-17
- 孤立卷破波傳播演化特征分析
效應(yīng)，針對卷破波波面演化的研究無法進行。另外，在捕捉卷破波波面形態(tài)變化時，波浪破碎的空間演化特性及可能出現(xiàn)的多層氣液交界面使得圖像測量比傳統(tǒng)的浪高儀測量更為可靠[6]。圖像最初用于現(xiàn)象觀察及定性描述，后發(fā)展為定量測量手段，并在近年來與機器學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合[7]，在試驗圖像處理中應(yīng)用廣泛。但基于機器學(xué)習(xí)的圖像分析方法需要大量的圖像數(shù)據(jù)。為更便捷地提取波面輪廓，Hernndez等[8]采用了開源數(shù)據(jù)庫ImageJ和OpenCV對甲板上浪的圖像進行了分析，獲得了較
哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報 2021年6期2021-06-10
- 鯨豚表皮微尺度柔性變形的減阻原理研究
的彈性影響。剛性波面表達式為駐波柔性面表達式為流向隨行波柔性面表達式為3 模擬結(jié)果為了探尋可能的仿生減阻方案，本文對剛性的及柔性的波狀壁面進行了阻力數(shù)值模擬，作為對比，同步計算了剛性平板。計算工況Re范圍為106～107。3.1 計算精度檢驗3.1.1 與實驗結(jié)果比較本文計算方法與試驗結(jié)果給出的平板壁面無量綱速度分布曲線如圖3 所示，圖中圓點為Abra?ham的經(jīng)典實驗結(jié)果[17]，實線為本文數(shù)值計算結(jié)果，兩者總體吻合良好。3.1.2 與經(jīng)典擬合公式比較采
船舶力學(xué) 2021年4期2021-04-24
- 基于N次圖像旋轉(zhuǎn)法的兩平晶三面互檢技術(shù)研究
斜，無法重建待測波面的離焦和像散項[3]。Fujimoto 提出旋轉(zhuǎn)平移法，在偽剪切方法的基礎(chǔ)上增加一次旋轉(zhuǎn)測量，重建了像散項誤差，仍然不能恢復(fù)離焦項[6]。徐晨等人提出了兩平晶三面互檢的絕對檢驗方法，通過提前測量測試平晶的折射率非均勻性，結(jié)合Zernike 多項式得到絕對面形低頻分布[11]。在此基礎(chǔ)上，孫文卿分別從空域和頻域使用圖像旋轉(zhuǎn)算法和快速傅里葉變換方法解算波面，此時圖像旋轉(zhuǎn)算法集中于低頻波面的求解[12]。本文采用基于N次圖像旋轉(zhuǎn)法的兩平晶三面
應(yīng)用光學(xué) 2021年1期2021-04-11
- 畸形波的實驗室重構(gòu)方法
現(xiàn)，3 次造波的波面時序列吻合較好，且波形平穩(wěn)，造波與目標值偏差小于2%，表明造波機的重復(fù)性較好，所造波浪準確可靠。圖1 造波機組成結(jié)構(gòu)示意圖圖2 造波機重復(fù)性驗證1.2 造波方法本研究所用的實驗水槽平時使用的都是封裝好的造波系統(tǒng)，只能用于模擬規(guī)則波和預(yù)設(shè)波譜的不規(guī)則波，且相位均是隨機產(chǎn)生，難以實現(xiàn)波浪定時、定點聚焦產(chǎn)生畸形波。根據(jù)造波機運動原理，編程自定義生成造波機電壓信號實現(xiàn)任意目標波浪在水槽中的重現(xiàn)，且可重復(fù)性較好。造波控制文件的電壓信號是二進制數(shù)字
實驗室研究與探索 2021年1期2021-02-27
- 基于計算全息的零位補償干涉檢測
，因此CGH作為波面補償器件，可以實現(xiàn)非球面面形的干涉檢測.目前，基于計算全息補償?shù)牧阄桓缮鏅z測是一種高精度方案[2].在非球面面形檢驗中，泰曼-格林干涉結(jié)構(gòu)由于具有對比度可調(diào)，調(diào)試方便的優(yōu)點而經(jīng)常被采用.在采用泰曼-格林干涉儀的方案中，根據(jù)CGH的位置不同又分為如下兩種方案[3-4].1.1 CGH置于測試臂把CGH放在測試臂時，CGH與標準透鏡組構(gòu)成的組合將球面波前調(diào)制成非球面波前，并垂直入射到待測非球面表面，反射后的波前包含非球面的面形分布數(shù)據(jù)，與參
遼寧大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2020年4期2020-12-22
- 空間光調(diào)制器像素結(jié)構(gòu)對波前重建的影響
C-SLM 重建波面的PV值為0.420 3λ，RMS值為0.091 4λ。哈爾濱理工大學(xué)的周昊[16]基于LC-SLM搭建泰曼格林型干涉光路，對口徑為50 mm和 52 mm的兩個凹拋物面鏡進行了檢測，證明了 LC-SLM 作為 CGH 記錄介質(zhì)實時動態(tài)靈活測量非球面方法的可行性。2019 年國防科技大學(xué)[17]提出了一種使用 LC-SLM 作為可重新配置波前形狀的多級干涉圖型計算機生成全息圖(ICGH)的方法，對非球面和自由曲面進行動態(tài)零位測量，提高了
光學(xué)精密工程 2020年10期2020-11-24
- 基于統(tǒng)計分析的半潛式平臺氣隙預(yù)報方法研究
性簡化而嚴重低估波面升高，與實際差異較大，故不能滿足平臺安全性要求。 國內(nèi)外學(xué)者針對此問題，分別在理論分析、數(shù)值計算、模型試驗等方面提出改進方法。在計算方法及計算思路優(yōu)化方面，Nielsen[5]針對浮式平臺，分別將不同波浪組合下波浪升高的數(shù)值計算與模型試驗做對比，利用修正簡化過程的方法實現(xiàn)氣隙計算優(yōu)化；Eatock等[6]介紹了一個高階離散元積分方程，提高了一階和二階問題的計算效率，同時提高計算精度；特別地，針對二階波浪力與二階低頻運動問題[7-9]，P
海洋工程 2020年5期2020-10-24
- V形防波堤與圓弧型防波堤之淺水波繞射作用的比較
波浪力和最大繞射波面明顯大于微幅波理論的對應(yīng)值。本方法適用于張角180°的有限長直立薄壁防波堤的淺水波繞射作用計算, 從而將無限長直立薄壁堤的反射波理論加以有效拓展。張角同為120°的V形堤與圓弧堤的堤后防浪效果相近, 而180°圓弧堤的堤后防浪效果優(yōu)于張角90°的V形堤。橢圓余弦波; V形防波堤; 圓弧防波堤; 繞射; 波浪力防波堤被廣泛應(yīng)用于近岸工程以抵抗波浪作用, 從而對離岸海工設(shè)施和近岸作業(yè)水域?qū)嵤┍Ｗo。防波堤具有各種常見類型, 包括直立直墻式防波
海洋科學(xué) 2020年6期2020-06-28
- 基于波長移相剪切干涉的準直波前重構(gòu)技術(shù)
示，以干涉儀出射波面的中心為坐標原點建立xOy坐標系，干涉儀出射波前表示為W(x),x∈[a,d]，波面的x∈[a,c]部分及x∈[b,d]部分分別經(jīng)楔板的前后表面反射后形成波面WAC及WBD；這兩組波面完全進入角錐棱鏡并反射成為再由楔板反射后形成剪切波面圖2 測試光路Fig.2 Testing of optical path其中CAC及CBD為常數(shù)，兩者之間的錯位量為s=b+da-c。于是光程差函數(shù)：其中：Ibg(x) 為 背景光強；C(x)為調(diào)制度函數(shù)
應(yīng)用光學(xué) 2020年1期2020-03-05
- FFT動態(tài)相位重建算法的濾波窗影響分析
T）具有處理瞬變波面相位的能力，可有效克服機械振動和氣流的影響[3-5]，因此成為大口徑光學(xué)元件測量的常用方法之一?？焖俑道锶~變換法（FFT）于20 世紀80 年代被提出并應(yīng)用于條紋圖的相位提取中[6]，對干涉條紋圖進行FFT 相位提取法的目的是提取出頻譜中包含被測波面信息的正一級頻譜，也稱為濾波過程[7-8]，濾波過程的好壞直接影響相位提取精度的高低。目前國內(nèi)外文獻針對FFT 相位提取技術(shù)主要圍繞算法中幾個關(guān)鍵步驟進行研究，如文獻[9]對干涉圖延拓進行分
應(yīng)用光學(xué) 2020年1期2020-03-05
- 基于恒定陡度聚焦波模型的分析與討論
給出了不規(guī)則波的波面過程表達式(1)式中：an和ωn分別為各個組成波的振幅和角頻率；εn是隨機數(shù)，取值在(0,2π)范圍內(nèi)，在此基礎(chǔ)上人們把波浪看成定常隨機過程，可以看作不同組成成分的余弦波疊加而成。任意時間和位置的波面過程表示為[10](2)式中：N為組成波的個數(shù)；ai為組成波的波幅；ωi為組成波的角頻率；ki為組成波的波數(shù)；φi為組成波的初始相位。組成波的頻率和波數(shù)滿足色散關(guān)系(3)假定波浪在指定時刻t=tf時聚焦于指定位置x=xf，各組成波在該處疊加
水道港口 2020年6期2020-02-22
- 內(nèi)波作用下水下航行體水動力載荷及運動特性研究
法處理分層流中的波面捕捉問題。內(nèi)孤立波一般用KdV 方程描述。內(nèi)孤立波表征了非線性與頻散性共存的物理現(xiàn)象。KdV 理論最早是由Korteweg 和de Vries[6]提出的，由理想無旋勢流理論得到的解析表達式。根據(jù)KdV 理論，分層流總深度為h，振幅為a 的內(nèi)孤立波的波面表達式為：（3）重疊網(wǎng)格方法重疊網(wǎng)格方法將復(fù)雜的流動區(qū)域分成幾何邊界比較簡單的子區(qū)域，各子區(qū)域中的計算網(wǎng)格獨立生成，彼此存在著重疊、嵌套或覆蓋關(guān)系，流場信息通過插值在重疊區(qū)邊界進行匹配和
船舶力學(xué) 2019年5期2019-06-04
- 鉆井船月池區(qū)波面升高運動分析
生劇烈振蕩，擾動波面升高變大，會加大船體的運動和航行時的阻力，對月池內(nèi)部裝置產(chǎn)生抨擊，甚至?xí)鹕侠薣2]。張利軍等[3]采用三維勢流理論研究了月池內(nèi)流體共振對船體運動的影響，發(fā)現(xiàn)月池的活塞共振運動會顯著增加船體的垂蕩運動，而月池的晃蕩共振運動對船體運動的影響較小。孫采薇[2]等基于N-S方程和VOF 方法，通過實現(xiàn)船體與波浪的耦合運動，對活塞共振狀態(tài)下的船體運動進行數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)共振情況下活塞運動會增大船體垂蕩運動，船體運動會增大月池內(nèi)流體活塞運動。黃磊
石油工程建設(shè) 2019年2期2019-05-11
- 波面檢定儀無線調(diào)節(jié)單元的限位系統(tǒng)設(shè)計
造兩者形影相隨。波面檢定儀作為光學(xué)領(lǐng)域中十分重要的精密檢測儀器，被廣泛應(yīng)用于高精度檢測中。傳統(tǒng)波面檢定儀的調(diào)節(jié)大都是手動調(diào)節(jié)，其操作相對復(fù)雜，調(diào)節(jié)速度慢、調(diào)節(jié)效率低且受人為因素影響較大。對此，上海理工大學(xué)和蘇州慧利儀器有限責(zé)任公司研究出通過無線遙控的方式進行調(diào)節(jié)的方案，解決了波面檢定儀手動調(diào)節(jié)的一系列弊端。調(diào)節(jié)控制單元主要由高精密直流電機執(zhí)行，在執(zhí)行過程中，電機的轉(zhuǎn)動不是隨意進行的，而是在達到一定位置時，需要及時停止并反饋相應(yīng)的信息[1-2]。為了實現(xiàn)對波
光學(xué)儀器 2019年1期2019-04-26
- 基于波面分解的跨海橋梁下部結(jié)構(gòu)波浪荷載計算方法
對橋梁所在海域的波面變化情況進行觀測，根據(jù)實測數(shù)據(jù)推算相應(yīng)海域的波浪環(huán)境參數(shù)，進而計算結(jié)構(gòu)受到的波浪荷載。目前，通過波面得到波浪荷載的主要方法有：代表波法、譜分析法等[6]。代表波法是對波面實測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，提取具有統(tǒng)計特征的波高和周期，然后由此構(gòu)造規(guī)則波計算波浪荷載[7]。然而，代表波法不能反映波浪荷載隨時間的變化規(guī)律。譜分析法則是將波面時程轉(zhuǎn)化為頻譜模型，通過譜分析方法計算波浪荷載。高加云對比討論了不同波浪譜數(shù)學(xué)模型對波浪場、風(fēng)浪場的模擬精度[8]
鐵道標準設(shè)計 2019年5期2019-04-24
- 基于子孔徑波面拼接的直接波前解卷積效率
提出了一種子孔徑波面拼接的波前復(fù)原方法，分析了波面拼接下的直接波前解卷積效果，同時對波面拼接與傳統(tǒng)澤尼克模式法在運行效率上的差異進行了比較分析。1 子孔徑波面拼接方法在傳統(tǒng)的自適應(yīng)光學(xué)領(lǐng)域，通常采用模式法來重構(gòu)波前[16]，即用1組澤尼克多項式來描述波前Φ(x,y)，其表達式為(1)式中：a0為平均波前相位；aK為第K項澤尼克多項式系數(shù)；ZKx,y為第K項澤尼克多項式；ε為波前相位測量誤差。通過斜率測量出波前誤差的各個模式系數(shù)后，就可得到整個波前的表達式。
上海航天 2019年1期2019-04-03
- 本期導(dǎo)讀
《鉆井船月池區(qū)波面升高運動分析》一文，以一艘深水鉆井船為研究對象，基于三維勢流理論計算鉆井船月池區(qū)波面升高運動。利用AQWA 軟件對鉆井船進行水動力計算，預(yù)報得到高海況和低海況下鉆井船月池區(qū)波面升高運動結(jié)果。通過對鉆井船月池開、閉兩種情況下波面升高運動結(jié)果進行分析，發(fā)現(xiàn)月池結(jié)構(gòu)的存在會顯著改變波面升高運動的幅值，對不同浪向下月池區(qū)波面升高運動的結(jié)果進行對比發(fā)現(xiàn)：橫浪狀態(tài)，月池結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致波面升高運動幅值加大；迎浪狀態(tài)，月池結(jié)構(gòu)能夠有效屏蔽波浪作用，減小月池
石油工程建設(shè) 2019年2期2019-02-13
- 四波橫向剪切干涉法測光學(xué)系統(tǒng)透射波前
的發(fā)展。根據(jù)剪切波面形成方式的不同，又可以分為平行平板橫向剪切干涉儀和光柵橫向剪切干涉儀。1964年，M.V.R.K.Murty提出利用單個平行平板產(chǎn)生橫向剪切干涉的方法[1]，激光器發(fā)出激光通過濾波小孔長生標準球面波，通過被測透鏡入射到斜放至的平行平板，波面經(jīng)過平板前表面和后表面反射，產(chǎn)生兩個相分布相同但橫向有微小剪切的波面，從而發(fā)生干涉，這是一個最簡單的橫向剪切干涉方法。Jae Bong Song等人提出將斜平板改為厚度漸變的楔板，從而可以產(chǎn)生移相[2
福建質(zhì)量管理 2018年18期2018-10-17
- 光學(xué)元件面形評價參數(shù)的穩(wěn)定性及關(guān)聯(lián)性*
同.近年來，數(shù)字波面干涉儀的發(fā)展，使得光學(xué)元件的測量更加方便、準確，如何對測量結(jié)果進行評價成為重點研究的問題.目前，在低頻面形檢測中，人們大多使用峰谷值(Peak to Valley，PV)或均方根值(Root Mean Square，RMS)來評價光學(xué)元件的面形質(zhì)量[2-3].這里的PV值僅指被檢波面上最高點、最低點的差值.波面是指由標準面或被測面反射的光，其攜帶了反射面面形的偏差信息.隨著干涉測量技術(shù)的發(fā)展，干涉儀的精度和分辨率顯著提高，使用兩點PV值
西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2018年3期2018-07-06
- 基于黏流理論的半潛式平臺近場干涉數(shù)值計算
浪向下繞射和輻射波面的變化規(guī)律和平臺結(jié)構(gòu)形式對波浪高程的影響，結(jié)果表明：由于平臺為多立柱結(jié)構(gòu)，使得繞射和輻射波發(fā)生強烈的近場干涉效應(yīng)，局部波面放大。在特定海況條件下，繞射和輻射效應(yīng)使得總波面高程增大。蔣安等[10-11]采用勢流理論的方法對波浪作用下的半潛式平臺周圍近場干涉問題進行預(yù)報，結(jié)果表明：前后立柱的最大波面爬升并不發(fā)生于迎浪點和背浪點，而在其兩側(cè)，干涉現(xiàn)象發(fā)生時，并不是所有位置點都有很大的波面升高，而是在特定點產(chǎn)生局部極大值。單鐵兵[12]在上海交
中國海洋平臺 2018年3期2018-07-03
- 淺談光的干涉和衍射的區(qū)別和聯(lián)系
干涉 光的衍射 波面 光程差中圖分類號：0415 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）02-0-01光是一種電磁波，而干涉與衍射現(xiàn)象就是波動性的典型。若有幾列波同時在一介質(zhì)中傳播，而且這幾列波在空間某點相遇，在其相遇的區(qū)域內(nèi)，任何一點處質(zhì)點的振動為各列波單獨在該點引起的振動的合振動，即在任一時刻，該點處質(zhì)點的振動位移是各個波在該點所引起的位移的矢量和，這一規(guī)律稱為波的疊加原理[1]。一、光的干涉兩列或幾列光波在空間相遇時互相疊加，在某些
中文信息 2018年2期2018-05-30
- 波浪中兩固定浮式結(jié)構(gòu)窄縫間水動力干擾研究
況下窄縫間流場的波面升高，對兩固定浮式結(jié)構(gòu)窄縫間流場的水動力共振現(xiàn)象作出初步預(yù)測。1 數(shù)值模擬基本理論1.1 流體運動基本方程假設(shè)流體為粘性且不可壓縮，同時滿足質(zhì)量守恒的連續(xù)方程和動量守恒的運動方程。1）連續(xù)方程（質(zhì)量守恒方程）Euler型連續(xù)性方程的微分表達式如下：2）動量守恒方程（N-S方程）動量守恒方程是所有流體運動都必須滿足的方程。最早由Navier于1827年提出，當(dāng)時只考慮流體不可壓縮。而后進過多年的不斷發(fā)展，在1831年P(guān)ossion提出了可
艦船科學(xué)技術(shù) 2018年2期2018-03-12
- 基于波面干涉技術(shù)測量高精度零件垂直度方法與修正技巧研究
15000）基于波面干涉技術(shù)測量高精度零件垂直度方法與修正技巧研究黃?。ê衔睦韺W(xué)院，湖南 常德 415000）機械加工技術(shù)的提高，帶動了人們對零件加工精度的要求。要想獲得更高的精度，現(xiàn)場加工時需要采用更加準確的測量方法，以便獲得更加精準的測量數(shù)據(jù)。本文以高精度零件垂直度的現(xiàn)場測量為例，提出了基于波面干涉技術(shù)測量的方法進行垂直度測量，并且分析了測量誤差，對高精度零件垂直度的修正技巧進行了探討。測量；高精度；垂直度；波面干涉技術(shù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，對零件
中國設(shè)備工程 2017年24期2017-12-28
- 三維彈性側(cè)壁液艙內(nèi)液體晃動波面的實驗研究
壁液艙內(nèi)液體晃動波面的實驗研究唐 潔1，李晨光2，王國玉1(1. 大連理工大學(xué) 海岸和近海工程國家重點實驗室，遼寧 大連 116023; 2. 中交理工交通技術(shù)研究院有限公司，遼寧 大連 116023)通過物理模型實驗，對彈性側(cè)壁液艙和剛性液艙內(nèi)液體晃蕩問題進行了研究。由于流固耦合的影響，彈性側(cè)壁液艙內(nèi)液體晃蕩的最低階固有頻率稍小于同尺寸的剛性液艙內(nèi)液體晃蕩的最低階固有頻率。液艙模型處于縱向簡諧激勵作用下，其中激勵頻率在最低階固有頻率附近。實驗分析兩種相對
海洋工程 2017年6期2017-12-11
- 移相干涉儀的改進方法與實現(xiàn)
相位計算，可得到波面分布. 介紹了數(shù)據(jù)處理流程，編寫了相關(guān)程序. 將本方法與Zygo干涉儀MetroPro的計算結(jié)果進行了比較，φp和φRMS偏差分別為0.005λ和小于0.001λ.Zernike多項式擬合結(jié)果也驗證了該方法的準確性和有效性.移相干涉；視頻采集；Zernike多項式擬合干涉測量技術(shù)作為高精度、非接觸式測量手段，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，移相干涉術(shù)取得了長足的進步，使得干涉測量精度大幅度提高[1]. 目前，眾多高校以及科研院所的實驗室都配備了移相
物理實驗 2017年10期2017-10-24
- 規(guī)則波浪中艦船純穩(wěn)性喪失計算研究
出物理含義清晰的波面方程。在Froude-Krylov假定條件下，結(jié)合AutoCAD二維圖形面域計算技術(shù)和VBA編程方法，提出了規(guī)則波浪中艦船純穩(wěn)性喪失的計算方法。針對一艘具有階梯式甲板的艦船，計算了規(guī)則波浪中艦船復(fù)原力臂曲線，證明大橫傾狀態(tài)具有一致收斂性。［結(jié)果］計算得到了規(guī)則波浪中穩(wěn)性變化規(guī)律：縱向波浪中，波面高于甲板或低于船底導(dǎo)致有效水線面消失是穩(wěn)性降低的主要原因；斜浪和正橫浪中，波面相對船體橫剖面傾斜引起的不對稱性，是穩(wěn)性大幅度降低的主要原因。［結(jié)
中國艦船研究 2017年3期2017-07-25
- 海面艦船開爾文尾跡紅外特征與探測的模擬
構(gòu)型。然后，通過波面發(fā)射率計算、探測器視場模型建立及熱像生成3個步驟，完成海面Kelvin尾跡的紅外圖像仿真。最后，根據(jù)尾跡與周圍海水間的輻射溫差，建立Kelvin尾跡的探測模型。研究結(jié)果表明：探測天頂角越大，Kelvin尾跡與周圍海水間的發(fā)射率差異越明顯，尾跡的紅外圖像特征越顯著；同時，隨著探測天頂角的增大，探測概率逐漸增大。開爾文尾跡；紅外特征；圖像仿真；探測概率0 引言艦船在海面行駛時，會在船后形成一條明顯可辨的尾流區(qū)，且能夠持續(xù)很長時間，長度可達數(shù)
紅外技術(shù) 2017年8期2017-03-22
- 運動參數(shù)對近波面拍動翼推進性能的影響
偉?運動參數(shù)對近波面拍動翼推進性能的影響劉鵬，蘇玉民，李宏偉(哈爾濱工程大學(xué)水下機器人技術(shù)重點實驗室，黑龍江哈爾濱，150001)研究水翼不同運動參數(shù)對近波面二維剛性拍動翼推進性能的影響。首先，根據(jù)計算流體動力學(xué)(CFD)建立了近液面水翼的計算模型，然后采用速度邊界造波及動網(wǎng)格等方法對不同參數(shù)下水翼的運動及水動力性能進行模擬和分析，最后，計算比較水翼處于無界流中及近靜水面時性能。研究結(jié)果表明：恰當(dāng)?shù)乃頁u擺與升沉間相位差能夠有效增加翼推力，提高翼推進效率及
中南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2016年12期2017-01-21
- 軸承滾珠面型誤差激光干涉測量系統(tǒng)的研究
采用澤尼克多項式波面擬合的方法來消除其對測量結(jié)果的影響。實驗表明,該系統(tǒng)的測量結(jié)果與ZYGO干涉儀所得到的結(jié)果相比較,峰峰值相差0.001 6λ,均方根誤差相差0.004λ,能夠有效地對軸承滾珠面型進行檢測,且測量結(jié)果具有較高的可靠性。此外,該方法還可進一步推廣應(yīng)用于其他需要進行圓球度測量的領(lǐng)域,具有廣泛應(yīng)用前景。相移干涉;軸承滾珠;波面擬合;調(diào)整誤差滾動軸承在精密機械系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用,如作為航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)支撐部件、高速鐵路車輛支撐部件、機床主軸重
西安交通大學(xué)學(xué)報 2016年6期2016-12-23
- 風(fēng)浪破碎判據(jù)的實驗檢驗
。實驗測量了風(fēng)浪波面位移的時間序列，并人工同步標記出破碎發(fā)生的時刻。研究了4種常用判據(jù)，包括波陡、瞬時波面斜率、波峰水質(zhì)點水平速度與相速度之比，以及波峰水質(zhì)點向下加速度與重力加速度之比。采用破碎判據(jù)對所測風(fēng)浪序列中的破碎波進行識別，根據(jù)人工標記數(shù)量計算破碎率以確定破碎閾值。計算結(jié)果表明，幾何判斷閾值接近Stokes波極限值，而運動學(xué)和動力學(xué)判斷閾值則明顯偏離。進而檢驗了判據(jù)識別出的破碎波與人工標記破碎波的一致性。在達到破碎閾值的波中，約35%～55%與人工
海洋通報 2016年5期2016-11-14
- 耗散系數(shù)修正對波浪載荷預(yù)報的影響研究
耗散系數(shù)對月池內(nèi)波面升高進行計算，參考模型試驗結(jié)果，選取月池內(nèi)液面的合理耗散系數(shù)以準確模擬月池圍壁壓力分布，在此基礎(chǔ)上分析耗散系數(shù)對船體梁波浪載荷的影響［2-3］。1 耗散系數(shù)方法介紹由相關(guān)文獻［4-5］可知，理想流體（無粘、無旋、不可壓縮）假設(shè)下，二維空間下流體質(zhì)量守恒拉普拉斯方程如下：對于波浪簡諧運動，速度勢 可以表示為：式中：“R（）”表示復(fù)變量的實部。式中：g為重力加速度，m/s2； A為入射波波高，m；ω= 2π/ T為入射波圓頻率，rad/s；
船舶 2016年4期2016-09-09
- 基于波面面形的濾波計算
01800)基于波面面形的濾波計算夏志林1,曾 翔1,2,劉世杰2*,周 游2,張志剛2(1.武漢理工大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430070;2.中國科學(xué)院 上海光學(xué)精密機械研究所 強激光材料重點實驗室，上海 201800)為提高光學(xué)干涉測量的精度，研究了用來消除干涉條紋圖噪聲的濾波算法。討論了不同波面和不同干涉儀噪聲下不同濾波方法的濾波效果?？紤]干涉儀噪聲對條紋圖的影響與檢測中的不同波面情況，基于澤尼克多項式原理用matlab仿真法建立了離焦
光學(xué)精密工程 2016年12期2016-02-11
- 大口徑光學(xué)元件斜入射反射波前誤差測量和計算
系統(tǒng)對光學(xué)元件的波面誤差提出了苛刻的要求[2]，其中包括空間尺度大于33 mm的低頻波面誤差和空間尺度介于2.5～33 mm之間的中頻PSD1波面誤差[3,4]。以美國“國家點火裝置”(National Ignition Facility，NIF)為例，該裝置的高功率激光驅(qū)動器使用了數(shù)千件通光口徑大于42 cm×42 cm的大口徑平面光學(xué)元件，大部分為矩形光學(xué)元件[5]，其中一部分光學(xué)元件在使用角度下的反射波前誤差要予以嚴格控制，如：大口徑偏振片，其使用角
光學(xué)精密工程 2016年12期2016-02-11
- 一種快速非線性海浪數(shù)值仿真方法
體現(xiàn)了非線性海浪波面位移的偏態(tài)分布特性，而且在波動能量分布上，仿真結(jié)果與JONSWAP譜所代表的海浪記錄接近。非線性海浪；JONSWAP譜；B分布；非線性修正0 引言迄今所提出的種種海浪線性模型都是將海浪描述為線性小振幅簡單波動的疊加，并假定作為組成波的這些簡單波動是隨機而相互獨立的，疊加結(jié)果為具有各態(tài)歷經(jīng)性的平穩(wěn)正態(tài)過程，以此過程描述海浪即構(gòu)成所謂線性海浪模型［1-4］。雖然這種模型具有理論推證完備和應(yīng)用方便等優(yōu)點，但它對海浪的描述與實際海浪現(xiàn)象是有偏差
水下無人系統(tǒng)學(xué)報 2015年4期2015-10-25
- 基于插值法波面擬合的球面光學(xué)元件檢測
涉儀、移相式數(shù)字波面激光干涉儀等對干涉圖樣進行波面擬合采用的都是Zernike多項式擬合算法［1－2］，但是直接影響擬合精度的Zernike多項式的階數(shù)較難確定［3］，文獻［4］中則定性地說明了Zernike多項式邊界誤差對擬合結(jié)果存在影響，在文獻［5］中，采用對干涉圖分別進行行插值和列插值，再將兩次的插值結(jié)果進行加權(quán)擬合出干涉圖的波面，但仍存在的問題就是由于插值法不具有Zernike多項式的單位圓正交性質(zhì)，不能限制插值邊界，邊界存在突變，給計算結(jié)果帶來一
應(yīng)用光學(xué) 2015年4期2015-05-29
- 波面位移非線性特征數(shù)值研究
0049)海表面波面模擬和建模方法主要有3種[1]: 第一種是基于物理方法, 即從海浪的物理特性出發(fā), 通過求解流體所滿足的 Navier-Stokes方程, 獲得流體質(zhì)點在各個時間的運動狀態(tài); 第二種是基于海浪譜的建模方法, 即利用海浪統(tǒng)計和經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃铣刹煌恼也? 來獲得海面的仿真效果; 第三種是基于幾何方法, 即通過構(gòu)造一定的數(shù)學(xué)函數(shù)來模擬水波的外形, 合成一個海洋表面圖像。由于基于海浪譜的建模方法物理概念清晰, 計算方便迅速, 且模擬結(jié)果和實際海
海洋科學(xué) 2015年12期2015-04-11
- 不規(guī)則波中半潛式平臺氣隙響應(yīng)數(shù)值研究
平臺的垂向運動、波面沿立柱爬升等因素決定。在設(shè)計平臺階段，一般要求下層甲板具有足夠的高度，以保證波面與甲板下表面具有足夠的氣隙距離。如果氣隙不足，造成抨擊，會損壞甲板和設(shè)備，甚至影響整個平臺的安全。因此，氣隙響應(yīng)研究對半潛式平臺的安全具有重大意義?；趧萘骼碚摰娜S源匯分布法是計算浮體以及波浪運動的通用方法，有不少學(xué)者運用這種法對半潛式平臺的氣隙問題進行了深入研究。1995 年 Fokk 等[1]在 Marintek 水池針對“Veslefrikk B”平
中國海洋平臺 2014年1期2014-09-03
- 光學(xué)面形檢測儀
技術(shù)，是一種數(shù)字波面測試技術(shù).其原理是將相干兩個剪切波面中的一個波面作階梯式或連續(xù)變化，從而使干涉場中的干涉條紋作階梯式或連續(xù)式掃描，用CCD相機獲取干涉場中各點的光強，利用圖像中各點光強的變化關(guān)系，求出被測波面的位相信息或波面面形.由于橫向剪切干涉技術(shù)是利用被測波面自身實現(xiàn)干涉的，不需要標準的參考面，測試裝置簡單、測量速度快、測量精度高，且可以實時對剪切干涉圖進行采集與處理，得到被測原始波面的信息.由西安工業(yè)大學(xué)研制的該測量儀器適合測量非球面度不高的光學(xué)
西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報 2014年3期2014-03-03
- 基于波浪譜的三維隨機波浪數(shù)值模擬及仿真
復(fù)雜的物理現(xiàn)象，波面上風(fēng)速風(fēng)向的變化，波浪內(nèi)部運動破碎等因素都使海浪成為一種高度不規(guī)則和不可重復(fù)的現(xiàn)象[1-2]，即隨機波浪。因此，只有隨機波浪模型才能真實反映實際海浪，為海洋結(jié)構(gòu)物的研究提供準確的波浪信息。本文采用Matlab軟件對三維隨機波浪進行仿真，生成波面圖像，并對圖像顯示進行處理使其視角上更加接近真實波浪。為艦船、水下武器(魚雷、潛射導(dǎo)彈等)的設(shè)計研究提供參考。1 波浪模型的建立1.1 隨機波浪的數(shù)學(xué)模型實際波浪的運動過程是一個復(fù)雜的三維隨機過程
艦船科學(xué)技術(shù) 2014年2期2014-02-03
- 基于波面擬合的可壓縮剪切層氣動光學(xué)效應(yīng)分析
內(nèi)不同空間位置的波面相位產(chǎn)生超前或滯后，從而引起成像偏移、模糊和抖動，這種現(xiàn)象就稱為氣動光學(xué)效應(yīng)［1－2］。開展氣動光學(xué)效應(yīng)研究，探索氣動流場特性與光學(xué)畸變特性之間的關(guān)聯(lián)，一方面可以深入認識湍流流動機理，另一方面對提高光學(xué)成像探測系統(tǒng)的性能具有重要的意義［3］。目前的氣動光學(xué)傳輸效應(yīng)研究中，已經(jīng)建立了相對完善的光學(xué)畸變數(shù)值模擬方法［4－7］，但是對于光學(xué)畸變特性的深入分析，還缺乏有效的分析手段，因此難以建立光學(xué)畸變與流場特性之間的定量關(guān)聯(lián)。波面擬合是通過線
空氣動力學(xué)學(xué)報 2013年6期2013-11-09
- 惠更斯原理及其應(yīng)用的教學(xué)處理
原理，由某一時刻波面的位置可以用作圖法確定下一時刻波面的位置．以球面波為例，說明惠更斯原理的應(yīng)用．以點波源S為球心的球面波以速度u在空間向各個方向傳播，t時刻的波面是半徑R1=ut的球面S1[圖1(a)].根據(jù)惠更斯原理，球面S1上的各點都可看作發(fā)射子波的波源[圖1(b)].以S1上的各點為中心，以R2=uΔt為半徑畫子波波面[圖1(c)]．畫這些子波波面的包絡(luò)面即以R=u(t+Δt) 為半徑的球面[圖1(d)]．過點波源S作包絡(luò)面的垂線即波的傳播方向[圖
物理通報 2012年7期2012-01-23
- 容器固有頻率對液體晃蕩的影響＊
更新下一時間步的波面和速度勢。通過將計算得到的波面結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)、解析解和已發(fā)表結(jié)果對比，吻合良好，驗證了本方法的準確性。進而采用譜分析方法分析了波面時間歷程，得到容器各階固有頻率對液體晃蕩的影響。研究發(fā)現(xiàn)，基頻對液體晃蕩的影響最大，且非線性越強，更高階容器固有頻率的影響越大。固有頻率；完全非線性；混合歐拉－拉格朗日方法；時域高階邊界元方法；譜分析在航空航天、大型遠洋船舶運輸和超大型原油儲存罐等工程領(lǐng)域中，各種容器內(nèi)液體晃蕩問題普遍存在，且日益得到工業(yè)界和
海洋科學(xué)進展 2012年1期2012-01-06
- 海浪預(yù)報三維動畫計算原理與制作方法
高度場，以及這些波面高度場對應(yīng)的反光系數(shù)場；根據(jù)海浪預(yù)報圖中波高的空間分布情況將不同波高的波面高度場拼接成復(fù)合的波面高度場，同時拼接出與之對應(yīng)的復(fù)合反光系數(shù)場；由復(fù)合的波面高度場和反光系數(shù)場渲染出三維波面，并將渲染后的波面時間序列串接成動畫形成最終產(chǎn)品。三維動畫形式的海浪預(yù)報產(chǎn)品能有效地克服海浪有效波高等值線圖信息不直觀的缺點，預(yù)報信息易于被廣大用戶和公眾理解。海浪預(yù)報；FFT；海浪渲染Abstract: A method of preparing an
海洋通報 2011年2期2011-09-25
- 干涉法在光柵波前檢測中的應(yīng)用研究
。1 刻劃誤差和波面像差的關(guān)系刻劃誤差一般有如下幾種：單周期刻劃誤差，多重周期刻劃誤差，小尺度(或單一刻槽)刻劃誤差以及累積刻劃誤差[1]。小尺度刻劃誤差即一塊刻劃完美的平面光柵將產(chǎn)生完善的平面衍射波面。在自準直情況下，一塊光柵可看作是傾斜放置階梯的形式，如果觀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條邊，并與光柵的平均表面傾角設(shè)光柵的一個刻槽沿平均表面位移a，則在波面垂直分量上的變化，衍射波面象差為故其波面象差為：則波面位相象差為：積累刻
長春理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版） 2011年2期2011-03-16
- 基于波面隨機性的船舶底部砰擊壓力計算方法研究
200030基于波面隨機性的船舶底部砰擊壓力計算方法研究陳 震 肖 熙上海交通大學(xué) 船舶海洋與建筑工程學(xué)院，上海 200030基于海浪波面的隨機特性，研究船舶底部砰擊壓力的計算方法。分析縱向入水角對船底砰擊壓力量值的影響程度，建立二者之間的定量關(guān)系。在預(yù)報船舶砰擊壓力時引入隨機海浪的波面條件，計及船舶運動和海浪波面傾角因素對砰擊壓力的影響。采用蒙特卡羅數(shù)值模擬法對砰擊壓力的統(tǒng)計規(guī)律進行研究，結(jié)果表明：計及縱向入水角的船底砰擊壓力計算方法，更加合理地反映波面
中國艦船研究 2011年1期2011-03-06