计算气动光学是采用数值计算的方法研究高速空气动力流场对光波传输和光学成像影响的一门交叉学科,在红外成像制导设计等工程应用中发挥着重要的作用。总结了计算气动光学研究的三种基本计算方法,包括基于CFD简化方法的光学统计估算、基于RANS流场的计算和基于LES/DNS瞬态流场的计算,对这三种计算方法的基本理论、计算过程进行了介绍,综述了新近的一些计算气动光学研究进展,最后指出了未来的研究重点和方向。

本文给出了一种用于定常可压缩流动的多能级格子Boltzmann模型。我们使用Chapman-Enskog展开和空间多尺度展开技术描述平衡态分布函数的高阶矩和不同空间尺度的系列方程,进而得到了具有高阶误差的Euler方程的修正方程。我们还给出了格子Boltzmann模型的数值模拟结果与解析解的比较。结果表明,数值模拟结果与解析解吻合的很好。