中文摘要：

对超声速高功率化学氧碘激光，发展耦合求解流体力学和光学的数学模型和高效算法，数值模拟激光相位分布与光束强度分布，研究它们与腔内氧碘混合过程、湍流混合层、边界层等流场结构的依赖关系，研究激光超声速氧碘混合过程与光腔形状和腔内流动参数的关系。对机载激光系统，发展一个有效的计算模型来研究窗口外部流场对激光输出产生的气动光学效应，定量研究外部飞行条件如雷诺数、马赫数、可压缩性、湍流脉动以及流体界面厚度对激光折射率、激光强度及相位分布的影响，探索产生气动光学效应的尺度结构和标度律。该项目涉及到多个学科，包括流体力学、热化学反应、光学等，是一项跨学科的研究项目。与光学相结合的气动基础研究已成为当前空气动力学研究中较为活跃和具有创新意义的一个部分，也是当前发达国家在光学制导、机载光学设备、机载激光武器研制等方面的一个重要课题。

结论摘要：

与光学相结合的气动基础研究已成为当前空气动力学研究中较为活跃和具有创新意义的一个部分，也是当前发达国家在光学制导、机载光学设备、机载激光武器研制等方面的一个重要课题。本项目对超声速高功率化学氧碘激光，发展求解流体力学和光学的数学模型和高效算法，数值模拟激光相位分布与光束强度分布，研究它们与腔内氧碘混合过程、湍流混合层、边界层等流场结构的依赖关系，研究激光超声速氧碘混合过程与光腔形状和腔内流动参数的关系。针对超声速流场中存在激波/涡、激波/边界层相互干扰的流场特点，提出了有限紧致差分格式，既能高分辨的捕捉激波，又能高精度地捕捉光滑流场中的细微结构。高精度高分辨率的格式对模拟超声速密度湍流脉动场是必不可少的，而密度湍流脉动是引起气动光学效应的一个重要因素。利用涡模型研究了涡/光波阵面的相互干扰，研究了干扰波阵面的光程差、抖动角及波阵面的变形，研究了单体涡对光束的散焦作用以及涡强对化学氧碘激光的斯特列尔比的影响。研究了非定常激波/涡干扰流场引起的时间序列光束畸变现象。研究了凹腔内、外流场对近场激光传输的影响。本项目在乘波体外形设计及性能研究方面也取得了一些有意义的成果。