非线性海浪波面斜率的概率分布和白浪覆盖率的计算

依二维非线性海浪模型，在三阶近似下，利用特征函数展开技术和直接求矩的方法，导出了波面斜率的概率分布。据此分布，利用极限表面斜率判据，给出了白浪覆盖率的一个解析模式。该模式依赖于３个参量，这３个参量可由线性意义下的海浪波数谱及三类波－波相互作用所确定。

颜色编码方法中波面斜率的校准

对基于颜色编码方法的海面微尺度波斜率测量装置实验获取的数据进行了分析,给出了颜色编码微尺度波斜率测量和标准球定标原理。在此基础上对影响标准球定标的三个主要因素进行了分析,结果显示,定标过程中采样点中噪声点的多少对定标精确度有明显影响,而且在考虑标准球二次折射时定标过程和净水面情形的波面倾角偏差较大,偏差可用二次多项式表示,最后指出标准球在视场正中央的较小偏移不影响定标结果。

三阶非线性海浪波面斜率的联合概率统计分布

从Ｌｏｎｇｕｅｔ－Ｈｉｇｇｉｎｓ于１９６３年建立的非线性随机海浪模型出发，对各向同性波面斜率的联台概率统计分布进行了理论研究．结果表明，在三阶近似下，波面斜率联合概率统计分有为截断的Ｇｒａｍ－Ｃｈａｒｌｉｅｒ级数，截断的项数取决于非线性近似的阶数，每一阶近似均对前一阶近似结果有所修正如果不考虑非线性耦合相互作用的影响，则分布蜕化为高斯分布．

高阶非线性海浪波面斜率的联合概率统计分布

基于非线性随机海浪模型，对各向异性波面斜率统计分布进行了理论研究。结果表明：在高阶近似下，波面斜率统计分布为截断的Ｇｒａｍ－Ｃｈａｒｌｉｅｒ级数，如果忽略波－波相互作用的非线性影响，则Ｃｒａｍ－Ｃｈａｒｌｉｅｒ级数分布蜕化为正态分布。

四阶非线性海浪波面斜率的联合概率统计分布

从Longuet Higgins非线性随机海浪模型出发 ,对波面斜率统计分布进行了理论研究 .结果表明 ,在四阶近似下 ,波面斜率统计分布为截断的Gram Charlier级数 ,截断的项数取决于非线性近似的阶数 ,每一阶近似都对前一阶近似结果有所修正 .如果计及峰度项的非线性影响 ,波面至少应精确至三阶 ,计及偏态的影响则至少应精确至四阶 .

计及随机海浪波面倾角影响的船底砰击压力概率分布

计及随机海浪波面倾角的影响,研究了船舶底部砰击压力的概率分布问题。在计算船底砰击压力时引入随机海浪的波面条件,根据海浪波面斜率和船波之间相对速度的统计特性导出砰击压力随机变量的概率密度函数。计算结果表明,计及随机海浪波面倾角影响的概率密度函数与试验结果更加一致。

一种海浪破碎的判别方法

本文提出一种以波面斜率为判据的海浪破碎的判别方法,其中使用的波相速(作为时间函数)是由Hilbert变换技巧自固定点波面高度记录计算出来的.用实验室机械产生的波列对此方法作了检验,效果较满意;将此方法用于外海风浪破碎的判别,就仅取得的6和5m/s风速下的结果而言,是定性合理的.

船舶外飘砰击有效砰击角概率分布

基于海浪波面斜率的随机性,研究了船舶外飘砰击有效砰击角的概率分布问题.将垂直法平面内船体表面斜升角在初始纵剖线角处泰勒展开,根据船舶运动的随机特性推导了船体表面斜升角的概率密度函数;在随机海浪波面斜率、波面倾角的统计规律和波浪破碎判据条件的基础上,推导了有效砰击角随机变量的概率密度函数,为进一步研究船舶外飘砰击载荷的概率预报方法奠定了基础.

Φ2 m平面反射镜低频轮廓非接触测量设备研制进展

口径2m的高质量平面反射镜可用于大口径光电设备像质评价和性能检测,但受使用环境影响,平面反射镜的面形精度不易长期保持稳定,因此需要在使用前对其面形精度进行现场、快速校验,而常规的全口径或子孔径干涉检测均难以满足上述需求。由于反射镜面形在制造过程引入的中高频误差已处于稳定状态,环境扰动只引入低频像差,而选择子孔径斜率扫描再重构波面低频轮廓的方法较适于面形精度现场校验。提出双五棱镜配合双测角仪进行子孔径斜率同步差分测量的方法,可改善长测量周期内环境扰动引起的随机误差。并对测量设备光学、机械及控制系统进行设计,提出采用2台S-H传感器代替传统测角仪用于子孔径斜率测量的解决方法。验证试验结果表明,波面重构算法以及仪器测角精度可满足面形测量精度需求,其与ZYGO干涉仪测量结果的互差小于20nm(RMS)。

风浪微结构的光学反射特征的实验研究

采用光学方法对实验室风浪微结构进行观测:用一束平行光照射到水面,观测和记录水面的后向反射截面情况,获得了不同风速、不同风浪阶段的风浪微结构的基本特征;通过对光学后向反射截面的分布和占空比情况分析发现,在低风速情况下风浪表面斜率较之高风速状况下具有更广的分布范围,也更加复杂;迎风面和背风面的斜率分布并不相同,但随风速增大,差别逐渐变得不明显;平均波面斜率角随风速非单调变化。

光学系统测试与设备

TH703 2003010705利用合成方法检测波面=Wavefront measurement withsynthesizing method[刊,中]/王成(中科院长春光机所.吉林,长春(130022)),韩昌元//光学学报.-2002,22(6).-723-725采用子孔径波面的合成方法实现了大口径光学系统波面的检测。将被测区域划分成有限个子孔径,利用塔尔博特效应产生的莫阿条纹平移测量每一子孔径上波面斜率,根据所有所测量的子孔径上波面的斜率拟合出被测波面。检测了口径为500mm,焦距为13m的大口径光学系统的波面。参11(严寒)

自适应光学

O439 2002021589波面斜率结构函数及其在自适应光学扩展信标波前探测器中的应用=Structure function of wavefrontslope fluctuation in adaptive optics and its applica-tion to extended beacon wavefront detection[刊,中]/陈珂,赵达尊(北京理工大学光电工程系.北京(100081))∥光学技术.—2001,27(2).

二阶谱虚部与波面水平不对称关系的理论导出

Masuda等人最先研究了二阶谱虚部并赋予其物理含义,他们通过引入Rayleigh阻力和Mile’s机制,从理论上导出了复二阶谱的解析形式,并采用简单模型,建立了二阶谱虚部与波形水平不对称间的定性关系.最近,本文作者利用大量实验资料,证实了Masuda等人提出的定性关系.但是,如何从理论上建立它们之间的定量关系,一直是人们企图解决的难题.本文通过引入波面斜谱二阶谱的定义与概念,首次从理论上严格导出二阶谱虚部与波形水平不对称间的定量关系.