气动光学是空气动力学与光学的交叉学科，主要研究高速流场因折射率不均匀而产生的光学畸变对光学系统的影响及其控制方法。数十年来，受到高速飞行器成像制导、星光导航、威胁感知和激光通信/对抗等工程需求的牵引，气动光学效应的重要性得到关注。大量的实验和工程实践证明，剪切层（主要包括边界层、混合层等）的气动光学效应能够体现一般气动光学问题的本质特征，相关研究成果可为高速飞行器气动光学效应抑制提供支撑。
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丛书序
前言
第1章 研究进展 1
1.1 工程应用中的气动光学效应研究需求/1
1.1.1 高速飞行器光学成像制导/1
1.1.2 机载激光武器/通信系统/2
1.1.3 高能激光气动旋涡窗口/3
1.2 超声速湍流边界层气动光学研究进展/5
1.2.1 折射率分布特性/5
1.2.2 气动光学畸变强度预测模型/8
1.2.3 气动光学效应影响规律/9
1.2.4 气动光学畸变波前时空分布特征/13
1.3 超声速混合层/17
1.3.1 折射率分布特性/17
1.3.2 气动光学畸变强度预测模型/21
1.3.3 气动光学效应影响规律/22
1.3.4 气动光学畸变波前的时空分布特征/25
1.4 超声速壁面射流/27
1.4.1 超声速壁面射流流动/27
vi 超声速湍流剪切层气动光学
1.4.2 气动光学效应影响规律及分布特性/29
1.4.3 冷却性能和光学性能的耦合特性/31
1.5 气动光学畸变的控制与校正/35
1.5.1 基于流动控制的气动光学畸变抑制/35
1.5.2 基于自适应光学的气动光学畸变校正/38
1.5.3 流动控制与自适应光学校正耦合的气动光学效应抑制/41
第2章 气动光学效应基础理论与测试技术 45
2.1 气动光学效应基础理论/45
2.1.1 气动光学效应基本方程/45
2.1.2 气动光学效应的评价理论/47
2.1.3 气动光学效应的统计理论/56
2.2 气动光学效应测试技术/64
2.2.1 基于密度测量的波前测试技术/64
2.2.2 马利探针/69
2.2.3 干涉测试技术/74
2.2.4 夏克哈特曼波前传感器/78
2.2.5 四波横向剪切干涉技术/83
2.2.6 基于背景导向纹影的波前传感器/85
2.3 本章小结/91
第3章 超声速湍流边界层气动光学效应92
3.1 超声速湍流边界层的折射率分布特征/95
3.1.1 折射率分布的功率谱/96
3.1.2 折射率分布的结构函数/99
3.1.3 折射率分布的积分尺度/107
3.2 超声速湍流边界层的波前分布特征/110
3.2.1 超声速湍流边界层波前的功率谱/110
3.2.2 超声速湍流边界层波前的光学传递函数/121
3.2.3 超声速湍流边界层波前的层次结构/125
3.3 超声速湍流边界层气动光学效应分布规律/130
3.3.1 边界层内不同区域对气动光学效应的贡献/130
3.3.2 不同特征尺度湍流结构对气动光学效应的影响/132
3.3.3 不同光线入射角度对气动光学效应的影响/138
3.3.4 雷诺数对超声速湍流边界层气动光学效应的影响/141
3.3.5 气动光学畸变波前倾斜的统计特征/144
3.4 本章小结/154
第4章 超声速混合层气动光学效应155
4.1 超声速混合层的波前结构/155
4.1.1 波前的相关函数与结构函数/156
4.1.2 波前的相干结构/161
4.1.3 波前的光学传递函数/164
4.1.4 光束穿过超声速混合层后的远场传播/170
4.2 超声速混合层气动光学效应分布规律/172
4.2.1 超声速混合层的精细时空演化特性/172
4.2.2 光束入射角对气动光学效应的影响/176
4.2.3 光学孔径对气动光学效应的影响/178
4.2.4 光束入射位置对气动光学效应的影响/179
4.3 超声速混合层气动光学畸变控制与校正/180
4.3.1 基于流动控制的超声速混合层气动光学畸变抑制/180
4.3.2 基于自适应光学的超声速混合层气动光学畸变校正/214
4.4 本章小结/225
第5章 超声速壁面射流气动光学效应226
5.1 超声速壁面射流理论模型/226
5.1.1 超声速壁面射流的分区模型/226
5.1.2 超声速壁面射流中的薄剪切层理论/229
5.1.3 超声速壁面射流的冷却效率/231
5.2 超声速壁面射流的流场结构/233
5.2.1 分形理论/233
5.2.2 不同喷流压比下超声速壁面射流的流场结构/234
5.2.3 有无流动控制时超声速壁面射流的流场结构/244
5.3 超声速壁面射流气动光学效应分布规律/249
5.3.1 OPD的相干结构/249
5.3.2 不同喷流压比下的OPD 分布规律/253
5.3.3 流动控制前/后的OPD 分布规律/255
5.3.4 不同气膜密度和流向位置处的OPD 分布规律/255
5.3.5 OPD的空间结构相似性/260
5.4 本章小结/267
参考文献 268
附录A 缩略词表 291
附录B 符号表 293
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