基于HITRAN数据库坦克排烟热气红外辐射仿真

为了对坦克排烟热气的红外辐射特征进行分析,以坦克某一典型行驶工况为例,分析了不同高度和距离对穿透率的影响。基于最新版的HITRAN中的数据,针对算例给出的参数,利用高分辨率气体红外辐射计算模型计算得到了红外辐射特性。针对坦克某一工况下的排烟,利用高分辨率气体红外辐射计算方法对红外辐射特征进行了模拟计算,并进行了试验测试,最后对计算结果进行了比较。结果表明:大气的衰减作用主要是气体中的CO_2和H_2O分子的吸收作用造成的,在计算排烟热气的红外辐射特征时,需要考虑大气的衰减作用。相较于Curtis-Godson近似谱带模型法,采用高分辨率气体红外辐射计算模型能够更精确地得到光谱辐射亮度。     

坦克热烟气红外辐射特征数值分析

为了研究坦克热烟气红外辐射特征,针对某型坦克柴油机,利用GT-SUITE建立了仿真计算模型,通过后处理模块模拟得到了排烟管排出的主要辐射气体的摩尔分数。建立了一种能够快速计算热烟气流场和温度场分布的数值计算模型,得到了热烟气温度场和压力场分布结果。提出了一种基于Malkmus模型的非均匀气体光谱透过率的计算方法,得到了热烟气的光谱透过率。在此基础上建立了一种基于红外探测方向离散的热烟气红外辐射计算模型,模拟了某高空飞行器热烟气在2～5μm波带的相对红外辐射强度分布,并与试验数据进行了对比,验证了模型的可靠性。最后模拟计算了坦克热烟气在不同红外探测角度下的红外辐射特征,分析了在红外探测方向上造成红外辐射特征衰减的影响因素。     

装甲车辆动力舱温度场与红外辐射特性

为了对某型装甲车辆动力舱红外辐射特性的影响因素进行研究,采用Fluent软件建立了动力舱冷却空气流动数值计算模型,对动力舱内外流场与结构温度场进行耦合计算,得到了动力舱表面温度场分布和光谱辐射特性,通过与试验数据对比验证了计算方法的可靠性,并在此基础上分析了隔热材料、行驶速度和太阳入射角度等因素对动力舱红外入射特征分布的影响,为下一步提出具有针对性的红外抑制措施提供了理论依据。     

空地ARM红外辐射特性研究

深入研究反辐射导弹的红外辐射特征,并建立其红外辐射简化模型.以导弹蒙皮、发动机尾喷管及尾喷焰作为导弹的主要红外辐射源,计算某型反辐射导弹在3μm～5μm和8 μm～12μm波段在不同方向上的红外辐射强度,并针对计算结果进行了分析,可为红外告警系统探测反辐射导弹提供一定理论依据.     

高原环境对车辆动力舱温度场及红外特性影响研究

高原环境下,发动机、冷却系统等部件的运行状况发生较大变化,对动力舱室热环境产生影响,给目标的红外特性预测带来困难。对高原环境下动力舱及内部柴油机的运行状况进行仿真,采用GT-POWER软件建立一维传热模型,对柴油机在西藏贡觉县运行时的状况进行模拟,并将结果与高原环境下三维目标温度场模型进行耦合,获得动力舱的三维温度场分布情况。基于此建立目标红外辐射特征模型,对动力舱的辐射特性进行计算。结果表明：相较于平原地区,高原地区柴油机的燃烧状况较差,功率及扭矩分别降低160 kW和782 N·m,有效燃油消耗率增大46 g/(kW·h);动力舱室表面温度有不同程度降低;排烟及周围部位的温度场及红外特征更为明显。     

高超声速风洞热化学非平衡流场辐射谱的数值计算

以轴对称的热化学非平衡N -S方程为控制方程 ,采用双温度 11组元反应气体模型 ,数值求解高超声速热化学非平衡流场。在此基础上 ,采用“线—线”精细辐射模型计算流场的辐射谱特性 ,在 0 15～ 2 μm区间计算了40 0 0 0个光谱分布点处的辐射发射、吸收系数 ,得到了高焓风洞实验条件下的流场辐射光谱分布及该条件下主要辐射组元NO的辐射光谱分布。计算表明 ,振动温度对辐射有重要影响     

两栖装甲车辆车体应力试验分析

针对两栖装甲车辆装甲板裂纹现象,设计了表面应力测试试验.通过对某型两栖装甲车辆进行试验,并对采集的数据处理分析,获得了车体裂纹频发位置的主应力分布,验证了装甲板表面主应力是导致产生裂纹的主要因素,为解决裂纹问题提供了理论依据.     

基于改进的Mie散射理论计算SiC红外遮光剂对气凝胶辐射传热的影响

采用改进的Mie散射理论计算了SiC红外遮光剂对气凝胶辐射传热的影响,计算时考虑了气凝胶基质的吸收特性,并与经典的Mie散射理论结果进行了对比分析,发现遮光剂粒子粒径的大小对计算结果有较大影响。同时,运用改进的Mie散射理论计算了红外遮光剂粒子粒径和添加量对复合绝热材料辐射特性的影响,对粒径为0.877μm、1.9μm、3μm以及4μm,质量分数为15%、25%、35%的SiC红外遮光剂消光系数进行了对比分析,结果与已有实验结果结论一致,而且粒径大小1.9μm质量分数25%时遮光系数比其余选择下的性能优秀。     

计算空气动力学飞机红外辐射强度估算方法

结合CFD技术和红外辐射理论发展了一种飞机红外辐射强度估算方法.首先通过欧拉方程数值模拟来获得飞机表面温度场分布,然后应用结合粘性附面层理论进行壁面温度计算分析.在获得了飞机表面温度分布数据之后,采用灰体辐射理论估算全机红外辐射强度.进行某喷气式飞机红外辐射强度估算研究,分析有/无尾焰情况的飞机红外辐射强度计算结果,初...     

火灾时公路隧道排烟方案设计与优选

针对双车道单向行驶高速公路隧道火灾提出三种排烟方案.利用FDS软件数值模拟火灾时各方案对烟气迁移和温度分布的影响,最后优选火灾时的排烟方案.结果表明：三种方案均能起到很好的排烟效果.若不考虑成本及技术难度,组合排烟方式效果最佳;若考虑成本和技术难度,则设置排烟口排烟效果最佳.在实际隧道发生火灾时,应综合考虑决定选取哪一种方案.若选用组合排烟方式,笔者建议火灾时,火源上游仅开启射流风机,火源下游则应同时开启排烟口,这样既节约成本,又能达到目的.     

典型飞机红外辐射特性及探测仿真研究

依据红外辐射的基本原理,针对隐身飞机的发动机尾焰、尾喷口和飞机蒙皮三大主要辐射源,建立了隐身飞机的红外辐射模型,提出了基于温度场分布的飞机红外辐射计算方法,并对某型飞机的红外隐身效果进行了仿真。根据红外探测器的工作原理,得到经大气传输和目标与背景对比后探测器接收到的有效目标信息,仿真计算了探测距离随波长的变化情况。研究结果对隐身飞机的设计以及红外制导防空导弹武器系统的设计和应用提供了重要的参考依据。     

水下航行体热尾流数值预报方法研究

研究了水下航行体红外隐身性等问题,提出了一种可对水下航行体热尾流进行数值预报的方法。在已建立了水下热尾流数学模型及海面热尾流红外辐射大气传输模型的基础上,采用几何投影的方法,确定机载红外成像器件焦平面上各个探测像元所对应的海面辐射区域,进而计算出探测器焦平面上每个探测像元所接收到的红外辐射能量,最后根据每个探测像元所接收到的红外辐射能量绘制伪彩色红外图像。按此方法在WindowXP平台上选用VC 6.0结合FLUENT及MODTRAN等专业软件,建立数据库,编写了仿真程序,可以对水下航行体的热尾流进行数值预报。     

海空背景下目标红外辐射特征分析

根据海空复杂背景下点目标的红外特征 ,提出了目标红外特征的一般计算方法 .根据不同的气象条件、不同海域背景 ,计算分析了环境对红外辐射两个大气窗口 ,即 3～ 5 μm和 8～ 12 μm双波段大气透过率的影响 ,并给出了相应结论     

基于最优核时频分布的装甲车辆微多普勒特征分析

依据微多普勒效应原理,构建了装甲车辆微动的雷达回波数学模型,推导了装甲车辆点目标的回波信号解析关系,并针对回波信号非平稳非线性的特点,利用最优核时频分布结合求时频脊的方法,仿真提取了装甲车辆微动线目标的回波微多普勒特征。仿真结果表明:线目标模型更能凸现、解析装甲车辆微动特征;采用的最优核时频分布结合求时频脊方法,具有比经典二次型分布更好的时频像,能较好地提取出微多普勒特征。最后,利用该方法分析了低信噪比下目标加速度、身管长度等参数对微多普勒特征的影响。     

气动光学窗口热辐射效应建模研究

飞行器在大气层内高速飞行时产生严重的气动光学效应,光学窗口因气动加热,温度急剧升高,产生强烈的红外辐射,形成辐射干扰,导致红外探测器产生非均匀辐射背景,严重影响成像质量,降低接收系统的信噪比和探测距离。主要研究窗口热辐射效应,使用有限元分析法,将光学窗口划分成规则网格,计算每个网格的辐射能,运用光线追迹法,得到像面上的辐射分布及像元上的辐通量。最后利用所建立的模型对均匀温度和存在温度梯度的窗口进行了仿真。     

反舰导弹喷口及尾焰辐射温度测量方法研究

针对反舰导弹飞行过程中红外辐射特性测量的难题,提出了一种红外目标辐射特性测量和标定方法,可实现对发动机尾喷口和尾焰辐射温度分布的测量。依据靶场环境特性,论证了红外光学系统的作用距离。红外辐射特性测量系统可实现反舰导弹飞行过程发动机工作状态的监控和辐射温度分布测量。     

一种半透明体红外测温方法

针对环境辐射难以定量分析,从而影响半透明体红外测温精度的问题,首先引入了等效黑体辐射理论,利用等效辐射理论处理环境辐射的反射和透射能量,建立了半透明体情况下的环境等效辐射模型,得出了等效黑体辐射理论适用的条件;然后,根据红外辐射理论,推导出了半透明体表面真实温度的测量公式,提出了一种半透明体红外测温的方法;最后,设计了一种半透明体红外测温的实验装置,并通过实验进行了验证。结果表明:对接近漫反射面的半透明体,测出的表面真实温度的误差很小,在3%之内,从而验证了测量理论和方法的适用性和正确性。     

采用瞬态球状热斗篷方法的浅层地下目标红外隐身技术

由于浅层地下目标与背景土壤的热物性不同,影响了整个区域表面的温度场分布,容易被敌方探测系统发现并击毁。针对这一问题,考虑太阳辐射、天空辐射以及风速的影响,建立了埋藏地下目标的区域温度分布传热模型,揭示了不同时段埋藏地下目标对区域表面温度场的影响。在变换热力学的基础上,通过坐标变换的方法,推导出球状瞬态热斗篷的导热系数的通解表达式。根据等效介质理论,对设计的热物性参数进行均质化,并通过数值实验方法验证了基于热斗篷地下目标红外隐身技术的可行性。     

草地的红外辐射计算及热像图仿真

草地地表的温度是仿真其红外热像图的关键,综合考虑太阳辐射、风速、大气温度和空气相对湿度等因素的影响,建立了草地地表的温度计算模型,利用C++语言编程计算出草地地表不同时刻的温度,从而求出红外辐射亮度,并进行红外热像图仿真,仿真结果表明:该模型和方法能够真实地生成草地地表的红外热图像,可广泛应用于红外场景仿真中。     

液体火箭发动机尾喷焰红外辐射特性

对液体火箭尾部喷焰红外辐射特性进行了仿真计算。利用所扩展建立的液体火箭发动机尾喷焰红外辐射组分的谱带参数数据库和尾喷焰流场数值仿真结果对辐射传输方程进行了数值求解,得到不同观测条件下的光谱辐射亮度。通过与实测数据对比,表明计算方法可行,结果合理。