【物理应用】大气湍流相位屏仿真matlab源码

已知顺风和垂直湍流分量的一种计算摩擦速度的方法依赖于 ogive 函数。 对于湍流建模，确保模拟持续时间足够长以减少随机误差并包括所有湍流范围是很有用的。 本提交基于 Kaimal 等人提出的半经验模型实现了一个简单的 ogive 函数模型。 [1]。 在示例文件中，它以最小二乘方式拟合到使用模拟数据计算的 ogive 函数。 拟合的输出是摩擦速度的估计值。 提交内容包括： • ogiveFun.m 函数，它根据共谱估计计算 ogive。 • 函数 fitOgive.m 将分析 ogive 模型拟合到使用函数 ogiveFun.m 估计的模型。 • 包含 u 和 w 时间序列的数据文件 data.m • 交互式示例文件 Example.mlx 有任何问题，欢迎提出意见建议。 参考）： [1] Kaimal, JC, Wyngaard, JCJ, Izumi, Y., & Cot

由Huygens-Fresnel原理,给出了在大气湍流中受到发射圆孔限制的拉盖尔高斯光束轴向光强的表达式。运用MAPLE模拟,得到了不同湍流强度、不同波长、不同发射圆孔孔径下轴上光强的分布图形。结果表明:在不同的拉盖尔高斯光束阶数下,轴上光强在近场发生振荡,幅度随湍流的增强而降低,周期随传输距离的增加而拉大,在远场,随着传输距离的增加,振荡逐渐消失,光强下滑平稳;最后一个平均光强极大值大小与湍流强度关系密切,湍流弱,其大小变化小,孔径大,其位置远;阶数大或波长相对长,轴上光强相对高。

提出了一种基于深度卷积神经网络估算大气湍流折射率结构常数 Cn2的方法。将湍流影响下的高斯光束光斑图像作为神经网络的输入,利用深度卷积神经网络提取图像的特征信息,得到 Cn2大小,并采用平均绝对误差、平均相对误差、均方根方差和相关系数四个统计量来衡量模型的估算效果。结果表明,该模型能够根据湍流影响下的高斯光束光斑图像对 Cn2进行估算,当迭代500次时,相关系数为99.84%,各项误差均在2%左右。该模型在大气湍流特性分析及大气湍流强度估算等领域有一定应用价值。

这是一篇关于大气湍流退化图像复原的硕士论文，我用matlab对该论文中阐述的方法进行了仿真

在自由空间传输的过程中,轨道角动量(OAM)光束会受到大气湍流的影响,其螺旋相位会产生畸变,导致解调后的信号质量下降。为了研究不同湍流条件下大气湍流对正交频分复用(OFDM)-OAM光信号的影响,使用non-Kolmogorov湍流模型,通过改变模型中折射率结构常数 Cn2和大气指数α模拟不同情况下的大气湍流,测试OAM光信号经过湍流模型后的解调高斯光强图样、光束强度以及其携带的OFDM-16QAM信号的误码率。实验结果表明:non-Kolmogorov湍流模型中 Cn2和α的改变会对解调后的高斯光束以及探测到的OFDM信号产生一定的影响,而在发送端进行信道编码可以从一定程度上改善湍流对传输信号的影响。

以随机电磁-双曲正弦-高斯(Sh G)光束作为典型的随机电磁光束,根据广义惠更斯-菲涅耳原理推导出随机电磁Sh G光束在大气湍流中的交叉谱密度矩阵元的解析表达式,用以研究随机电磁Sh G光束在大气湍流中的横向偏振度的变化。研究结果表明,随机电磁Sh G光束在大气湍流中传输时,横向偏振度的分布随位置的不同而不同,结构常数C2n越小,或Sh部分参数Ω0越大,或互相关空间相关长度σxy(σyx)越大,横向偏振度的分布变为双峰状、平顶状、单峰状的传输距离越长。

温度场起伏导致空气折射率的起伏,风速的变化影响湍流的动态特性,从而形成光学湍流效应,对大气激光传输产生影响。研制了一种用于研究激光大气传输效应的Herriott长光程大气湍流发生装置,此装置能模拟出温度差范围为10~200℃,风速范围为0~5.8 m/s以及光程为1~100 m的随机大气湍流。分析并测量了在不同温度、风速参数下该装置对激光传输的光束质量影响。实验结果表明,该大气湍流发生装置的性能指标与实际大气湍流性能较为接近,且具有温度范围宽、光程可调、重复性好、准确度高等优点,能够满足大气传输湍流效应的实验要求。

基于广义惠更斯-菲涅耳原理,以随机电磁双曲正弦高斯(ShG)光束作为典型的随机电磁光束,推导出随机电磁ShG光束在大气湍流中交叉谱密度矩阵元的解析表达式,并用以研究了随机电磁ShG光束在大气湍流中轴上偏振度、方位角和椭圆率的变化。结果表明,随机电磁ShG光束在大气湍流中轴上偏振度、方位角、椭圆率的变化与结构常数、Sh部分参数、空间相关长度和传输距离有关。随着结构常数的减小,或Sh部分参数的增大,方位角θ发生跃变位置增大,偏振度P达到最小值和椭圆率ε达到最大值的传输距离增大。当传输距离较远时,Sh部分参数Ω0对偏振度P、方位角θ和椭圆率ε的影响可以忽略。该研究工作可为随机电磁光束在自由空间光通信中偏振态的分析提供理论基础和实验依据。

非Kolmogorov大气湍流对部分相干厄米高斯光束传输因子的影响