SURISE热风式大气湍流模拟器

热风对流式大气湍流模拟装置

热风式大气湍流模拟装置，原理是当望远镜等光学观测系统或观察者通过该热风湍流模拟装置观测时，就可以观察到明显的大气湍流效应，与通过长距离的实际地球大气的现象一致。同时，该装置还可以改变湍流的强弱，模拟不同的实际地球大气湍流条件。根据实际的风速和温度测量数据，可以重复产生统计规律相同的模拟大气湍流。该装置有助于气象、光学等专业学生认识理解地球大气湍流的一般规律。该装置配备详细的检测传感器，也可以作为光学、物理、环境等学科的科研实验设备，为研究者提供创新的思路和方法。

光束在大气中传播遇到大气湍流时，因湍流介质內部的非均匀性，使得光束发生不规则折射现象，产生光束漂移、光斑抖动、相位起伏和光束扩展等湍流效应，这种湍流效应会严重影响光束传播和成像质量。而野外试验既费时又费力，且重复性较差。
针对上述问题，电子信息部迫切需要设计一款能够产生稳定湍流的湍流模拟装置，目前，国内外对大气湍流模拟的方案多采用对流式湍流模拟装置，因为它具备惯性区宽、均匀性好、易操控等优点。其基本原理为：依靠湍流池上下表面温度变化引起湍流池内空气随机运动，从而形成大气湍流。

研发人员基于Kolmogorov的局地均匀各向同性湍流理论设计了一款受迫对流式湍流模拟装置，其主要工作方式是实时控制湍流池上下极板温度差产生稳定的湍流。

大气传输大气湍流模拟装置主要包括几个腔体：

• 大气传输大气湍流模拟装置，主要是模拟控制r0的调节。

• 大气气溶胶模拟装置，模拟光强度的衰减，气溶胶腔体的模拟，主要是模拟烟引起的光强衰减（油性）。

• 大气传输衰减模拟装置，模拟光强度的衰减，衰减腔体的模拟，主要是模拟雾引起的光强衰减（水溶性，模拟水汽）。

如果不需要特别精细的衰减模拟，可采用单腔类型的。我们推荐的是是选择大气传输大气湍流模拟装置+激光大气传输衰减模拟装置这样2个腔体的组合设计。

主要技术指标：

• 等效大气折射率结构常数:10km：≥10-16m-2/3     ; 1km：≥10-14m-2/3

• 大气相干长度：1-40cm

• 内尺度：5mm

• 外尺度： 20cm

• 真实信道长度：3m

• 强度频率范围：50-80Hz

• 相位频率范围:50-100Hz

• 有效通光孔径:30cm

• 横向均匀区域: 25cm

• 湍流强度误差: 20%

• 闪烁因子: 0.5

• 到达角起伏方差: 10 μrad

• 光束扩展方差: 10 μrad

• 光束漂移方差: 10 μrad

• 光学窗口为蓝宝石材料镀增透膜：800nm-1200nm，反射率 ≤0.5%

• 湍流模拟装置自带支架

应用范围：

1.空间激光通信

2.高能激光武器

3.激光雷达