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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学
摘要：本发明提供一种飞秒激光影响云雾光学厚度变化过程的数值方法和装置，包括：获取飞秒激光云雾传输过程中初始的气压场扰动量；将初始的气压场扰动量带入气‑液两相流直接数值模拟求解器，得到激光冲击作用下的气体分子密度时空场分布和液滴数浓度时空场分布；根据气体分子密度时空场分布和液滴数浓度时空场分布，得到激光传输通道上光学厚度的变化。采用本发明的技术方案，有效地对飞秒激光诱导冲击作用下的流场演化以及液滴输运过程的数值模拟。
主权项：1.一种飞秒激光影响云雾光学厚度变化过程的数值方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、获取飞秒激光云雾传输过程中初始的气压场扰动量；步骤S2、将初始的气压场扰动量带入气-液两相流直接数值模拟求解器，得到激光冲击作用下的气体分子密度时空场分布和液滴数浓度时空场分布；步骤S3、根据气体分子密度时空场分布和液滴数浓度时空场分布，得到激光传输通道上光学厚度的变化；其中，步骤S3中，根据气体分子密度时空场分布和液滴数浓度时空场分布化，得到激光透过率变化；根据激光透过率变化，估算出激光传输通道上光学厚度的变化；步骤S3中，利用指定t1时刻的ρx,y,z,t1计算得到空气分子密度变化导致的折射率变化Δnx,y,z,t1，利用指定t1时刻的Nx,y,z,t1计算得到散射分量再将Δnx,y,z,t1和带入下式： 其中，τ为电场的时间变量，A为电场的复振幅，k＝2πλ为波数，λ为波长，Δnx,y,z为由于空气分子密度变化导致的折射率变化，为由于粒子散射导致的电场变化；利用Crank-Nicholson差分算法求解公式1，得到复振幅Ax,y,z,τ，根据复振幅Ax,y,z,τ计算得到能流分布透过率ζ计算方法如下： 其中，Fx,y,0表示激光出射口处的横截面能流分布，Fx,y,z1表示激光传输到z1位置处的横截面能流分布，横截面能流的积分表示总脉冲能量；依次在不同时刻，重复以上步骤，即可得到随时间变化的ζt；根据透过率时间曲线ζt，利用比尔-朗伯定律，由ζ＝e-L，相应的光学厚度为L＝-lnτ，得到光学厚度的时间曲线Lt。
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