基于折射率界面厚度和本征正交分解的三维非均匀固体媒质光传输算法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61275020
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    75.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0501.光学信息获取、显示与处理
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Study on the optical transmission effect of three-dimensional inhomogeneous solid medium is important for enhancing the terminal guidance precision of high-speed aircraft. Based on numerical simulation, this study includes the following parts: (1)establishing the computational model of the complex thermal environment for three-dimensional inhomogeneous solid medium, (2)reconstructing refractive index field of three-dimensional inhomogeneous solid medium based on refractive interfacial thickness concept and proper orthogonal decomposition, (3)investigating the numerical simulation and algorithm for the optical transmission through three-dimensional inhomogeneous solid medium, (4)analyzing the confidence level of the optical transmission algorithm for three-dimensional inhomogeneous solid medium, and (5)comparing the optical transmission result of the reconstructed refractive index field with that of the original refractive index field for three-dimensional inhomogeneous solid medium.. The purposes of this study are (1) to reduce the refractive index information required in the optical transmission research of three-dimensional inhomogeneous solid medium, (2) to disclose the influences exerted by the complex thermal environment on the imaging quality of three-dimensional inhomogeneous solid medium, (3)and to solve the optical transmission problems of three-dimensional inhomogeneous solid medium at different incident angles. This study can also provide the theoretical basis and guidelines for improving the terminal guidance precision of the high-speed aircraft, and imaging precision of the satellite-earth detection system and the proximity space-to-ground detection system.
三维非均匀固体媒质光传输效应研究在提高高速飞行器末制导精度方面非常重要;采用数值仿真方法,重点研究内容包括:(1)三维非均匀固体媒质复杂热环境建模;(2)基于折射率界面厚度和本征正交分解的三维非均匀固体媒质折射率场重构;(3)三维非均匀固体媒质光传输数值仿真与算法研究;(4)三维非均匀固体媒质光传输算法置信度研究;(5)三维非均匀固体媒质重构折射率场和原折射率场光传输仿真结果比对研究。预期目标为:有效减少三维非均匀固体媒质光传输研究所需折射率场信息量;揭示复杂热环境对三维非均匀固体媒质成像质量的影响规律;解决不同入射角度下三维非均匀固体媒质光传输问题。该课题的研究成果将为提高高速飞行器末制导精度提供理论基础和指导方法,也可用于提高星地探测光电系统和近空间高速飞行器光电对地成像系统的成像精度。

结项摘要

头罩/侧窗的光传输效应会引起目标像的偏移、抖动和模糊,进而影响了高速飞行器对目标的探测、跟踪与识别能力,因此研究复杂热环境下三维变折射率固体介质(头罩/侧窗)光传输效应,对提高高速飞行器红外成像探测精度具有重要意义。此外,三维变折射率固体介质巨量的折射率场数据给三维变折射率固体介质光传输效应研究带来了不便,因此研究减少三维变折射率固体介质折射率场数据量的折射率场重构方法,对三维变折射率固体介质光传输效应研究具有重要意义。.本课题主要研究内容包括:.(1)建立了复杂热环境下三维变折射率固体介质热响应计算模型,且运用该模型确定了复杂热环境下高速飞行器头罩和侧窗温度场、应力场、应变场和形变场的分布规律。.(2)建立了复杂热环境下三维变折射率固体介质折射率场计算模型,计算了高速飞行器头罩和侧窗的折射率场。提出了基于折射率界面厚度的三维变折射率固体介质折射率场重构方法,对高速飞行器侧窗的折射率场进行了重构;提出了基于高阶奇异值分解的三维变折射率固体介质折射率场重构方法,分别对高速飞行器头罩和侧窗的折射率场进行了重构。.(3)建立了光线倾斜入射情况下非规则形状三维变折射率固体介质光传输模型,分析了高速飞行器头罩和侧窗的光传输效应对高速飞行器光学系统成像质量的影响。研究了基于折射率界面厚度和基于高阶奇异值分解的三维变折射率固体介质折射率场重构方法对三维变折射率固体介质光传输仿真软件运行效率的影响。.(4)通过三个算例分析了光传输模型的准确度,然后将光传输模型获得的数值计算结果与电弧风洞实验结果进行了比对。数值仿真结果和实验结果均验证了光传输模型的正确性。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Imaging quality evaluation of aerodynamically heated faceted dome based on ray tracing
基于射线追踪的气动加热多面圆顶成像质量评估
  • DOI:
    10.1016/j.ijleo.2015.05.025
  • 发表时间:
    2015-10
  • 期刊:
    Optik
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Zhang, Wang;Hao, Chenglong;Zuo, Baojun;Fan, Zhigang
  • 通讯作者:
    Fan, Zhigang
Aerodynamic heating of the dome on imaging quality degradation of conformal optical systems
圆顶气动加热对共形光学系统成像质量下降的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ijleo.2014.08.088
  • 发表时间:
    2014-12
  • 期刊:
    Optik
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Wang Zhang , Fanyang Dang, Chenglong Hao, Zhigang
  • 通讯作者:
    Wang Zhang , Fanyang Dang, Chenglong Hao, Zhigang
基于Code V的气动热环境下头罩的光传输仿真
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    航空兵器
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王玉雷;解放;薛文慧;范志刚
  • 通讯作者:
    范志刚
Comprehensive analysis of imaging quality degradation of airborne optical system for aerodynamic flow field around the optical window
机载光学系统光学窗口气动流场成像质量退化综合分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Applied Optics
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    范志刚
  • 通讯作者:
    范志刚
二次曲面共形光学整流罩面型设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张旺,汪东生,秦兰琦,党凡阳,陈守谦,范志刚.
  • 通讯作者:
    张旺,汪东生,秦兰琦,党凡阳,陈守谦,范志刚.

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概念漂移数据流分类研究综述
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱凡;谭欣然;谭久彬;范志刚
  • 通讯作者:
    范志刚
结核分枝杆菌fbpB基因植物表达载体的构建及鉴定
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    海南医学院学报
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    --
  • 作者:
    高新征;崔开媚;范志刚;熊燏
  • 通讯作者:
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基于补偿控制的随机共振特性及其应用研究
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    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范志刚;林敏;黄咏梅;徐明
  • 通讯作者:
    徐明

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高精度空间六自由度测量技术研究
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    面上项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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