海面大型艦船目標紅外成像研究.pdf

1、航空母艦作為現(xiàn)代化海上戰(zhàn)爭的重要工具，其紅外輻射特性的研究已成為國內(nèi)外相關(guān)軍事領(lǐng)域的重要課題。近年來，已有一些國內(nèi)學者針對海面艦船目標的紅外輻射特性進行了研究，但大部分仿真結(jié)果都局限于穩(wěn)態(tài)，并不能適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的實時性要求；再者，海洋環(huán)境下的氣象條件是復雜多變的，這一點對于艦船溫度場的影響是很大的。如果所建立的模型并沒有充分考慮這些氣象參數(shù)（風速、環(huán)境溫度、洋面溫度）的實時性變化，那么仿真得到的結(jié)果與實際情況難免會有所差別。
　　

2、本文針對海面艦船進行建模，考慮外界氣象參數(shù)的實時性變化，求取了艦船目標的非穩(wěn)態(tài)溫度場及紅外輻射場。主要工作分為以下三個部分：
　　(1)艦船目標的幾何建模及相關(guān)數(shù)據(jù)文件的導出
　　使用Auto-CAD軟件建立了艦船目標的三維幾何模型，并將其導入到ANSYS有限元軟件中完成對模型的修正及表面網(wǎng)格的劃分。進一步，將網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件導出，并運用蒙特卡羅法完成對面元與面元間、面元與海面間、面元與天空間的角系數(shù)或輻射傳遞因子的計算。

3、>　　(2)求解艦船目標的非穩(wěn)態(tài)及穩(wěn)態(tài)溫度場
　　分別模擬了太陽、天空及海面等背景對于艦船目標的輻射換熱，把這些外部熱源項疊加為整體的熱源項，并考慮了內(nèi)熱源的作用、外部對流換熱的作用、面元間橫向?qū)岬淖饔?、面元與面元間多重反射的作用、面元與面元間輻射換熱的作用等，建立了面元的能量守恒方程。利用隱式迭代格式，求解出艦船目標的瞬時非穩(wěn)態(tài)溫度場，并進一步求出某時某刻的穩(wěn)態(tài)溫度場。在此基礎(chǔ)上，提出了兩種反演艦船目標溫度場的方法。