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xunjigd

2019-07-19 12:03

GLAD：透射元件中由熱效應(yīng)導(dǎo)致的波前畸變

概述

透射率元件中的熱致波前畸變主要包括兩個部分：（1）由折射率變化導(dǎo)致波前畸變以以及（2）由溫度導(dǎo)致的厚度變化所引起的波前畸變。
GLAD中支持三種材料，分別為光學(xué)材料、固體非光學(xué)材料和流體。光學(xué)材料包含了一個內(nèi)部熱源分布，可以對閃光燈泵浦類似的熱效應(yīng)進行建模。表征光學(xué)材料的參數(shù)包括熱導(dǎo)率、密度熱容積、折射率以及折射率的1階、2階導(dǎo)數(shù)，以及熱膨脹系數(shù)。固體非光學(xué)材料只具有熱性質(zhì)。流體通過一個熱對流系數(shù)表征，并假設(shè)流體會保持它的溫度不變，即流體中的熱能是不守恒的。

系統(tǒng)描述

本例介紹了一個玻璃窗口被一個金屬鋁環(huán)包圍，并通過壓縮空氣對其進行降溫。“thermal/material/add”命令可以將三種材料的熱分布整合在一個數(shù)據(jù)矩陣中。GLAD通過特定材料的名稱在MATLIB中實現(xiàn)對各種材料的調(diào)用。在每個熱區(qū)域，一共可以定義4種材料。光學(xué)材料中，虛部包含了內(nèi)部的熱源分布。流體中，虛部包含了傳導(dǎo)常數(shù)分布。

初始狀態(tài)時玻璃窗口和圓環(huán)的溫度為30度，壓縮空氣為25度，并通過“thermal/settle”命令實現(xiàn)了熱傳導(dǎo)和熱對流。壓縮空氣向內(nèi)流動對窗口冷卻，內(nèi)部熱源在窗口的中心位置開始發(fā)出熱量。對于相距0.1cm的兩個陣列點，材料的熱時間常數(shù)分別為：玻璃，2秒；鋁，0.0043秒；壓縮空氣，12.2秒。鋁的熱導(dǎo)率非常高，熱量不斷地向空氣中擴散。在5秒時，內(nèi)部熱源的影響幾乎觀察不到，但是在20秒時已經(jīng)非常的明顯了。當時間達到150秒時內(nèi)部熱源的加熱與壓縮空氣的冷卻達到了一個穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。

模擬結(jié)果

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