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《运动潜体湍流尾迹的sar遥感仿真研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第21卷第2期海军工程大学学报Vol.21No.22009年4月JOURNALOFNAVALUNIVERSITYOFENGINEERINGApr.2009运动潜体湍流尾迹的SAR遥感仿真研究*12徐世昌,范植松(1.海军潜艇学院科研部,山东青岛266071;2.中国海洋大学海洋环境学院,山东青岛266003)摘要:采用点源法获得密度层化海洋中运动潜体产生的速度场,使用计入海洋内部湍流对海表面毛细重力波作用的SAR遥感全谱模式,利用考虑内波混合的湍流k模式,并且使用Nasmyth海洋普适谱,建立了运动潜体湍
2、流尾迹的SAR遥感仿真模型。利用该仿真模型对Rankine卵形体的湍流尾迹进行了仿真分析,获得令人满意的结果。关键词:遥感;仿真;潜体;湍流尾迹;内波中图分类号:O353.2文献标志码:A文章编号:1009-3486(2009)02-0059-07SimulationresearchofSARremotesensingofturbulentwakeofunderwatermovingbody12XUShichang,FANZhisong(1.Dept.ofScientificResearch,NavySubmarine
3、Academy,Qingdao266071,China;2.MarineEnvironmentCollege,OceanUniv.ofChina,Qingdao266003,China)Abstract:ThesimulationmodelofSARremotesensingofunderwatermovingbodywasestablishedbyusingthefullspectrummodeSARremotesensingwiththeeffectofoceanicinteriorturbulenceonsurfacecapill
4、arygravitywaves,applyingthekmodelofturbulencewithinternalwavemixing,andadoptingtheNasmythspectrumofoceanicturbulence,inwhichthevelocityfieldproducedbythemovingbodyinthedensitystratifiedoceanwasobtainedwiththepointsourcemethod.SimulationanalysisoftheturbulentwakeofaRan
5、kineovoidwasmadebyusingthismodel,andthesatisfyingresultswereobtained.Keywords:remotesensing;simulation;movingbody;turbulentwake;internalwaves在密度层化海洋中,物体水下运动形成的流场特征主要表现为湍流和内波,湍流尾流与自由面相互作用产生细碎的随机波;内波会在海面上生成水平振荡的表面流,表面流调制风生表面毛细重力波,改变毛细重力波的波长和频率,二者都会改变海面粗糙度。海面粗糙度的变化会影响电磁波后向散射
6、截面,在一定海况和航行条件下,这种影响可以在海面的SAR(合成孔径雷达)图像上显现出来,SAR正是利用这一原理实现对潜体尾迹的侦测。实现潜体尾迹的SAR遥感仿真需要解决三个问题:潜体水下运动所产生的流场;流场对海面粗糙度的影响;海面粗糙度的变化对雷达散射截面的影响。文中从这三方面着手,建立潜体湍流尾迹的SAR遥感仿真理论模型,并给出了典型算例的仿真分析结果。1运动潜体产生的扰动速度由于在潜体几何尺度的量级上密度分层的影响甚微,所以可以根据势流理论用分布的源汇等价潜*收稿日期:20080910;修回日期:20081016。作者简介
7、:徐世昌(1963-),男,副教授,博士,主要研究方向为流体力学,Email:xsc000@163.com。(60(海军工程大学学报第21卷体,然后根据密度分层流体中运动点源产生的速度场,采用迭加法得到运动潜体的体积效应产生的扰动速度场。对于以回转体为主要特征的运动潜体,可以将其近似为Rankine卵形体,即用一对沿轴线分布的点源和点汇等价潜体。这种近似是合理的,因为潜体对远场速度的影响主要取决于潜体的体积,潜体形状的细节影响很小。假设来流速度为U(潜体运动速度),Rankine卵形体的长度为2L
8、,半径为R,点源和点汇距离为[1]2a,强度为Q,则L和Q可由如下方程求得:222aLQ222aQ(L-a)-=0,RR+a-=0。(1)UU现在分析运动点源产生的扰动速度。将坐标系
