海面大型艦船目標(biāo)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(xué)者針對海面艦船目標(biāo)的紅外輻射特性進(jìn)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(shí)時(shí)性要求；再者，海洋環(huán)境下的氣象條件是復(fù)雜多變的，這一點(diǎn)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(fēng)速、環(huán)境溫度、洋面溫度）的實(shí)時(shí)性變化，那么仿真得到的結(jié)果與實(shí)際情況難免會(huì)有所差別。
　　

2、本文針對海面艦船進(jìn)行建模，考慮外界氣象參數(shù)的實(shí)時(shí)性變化，求取了艦船目標(biāo)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(gè)部分：
　　(1)艦船目標(biāo)的幾何建模及相關(guān)數(shù)據(jù)文件的導(dǎo)出
　　使用Auto-CAD軟件建立了艦船目標(biāo)的三維幾何模型，并將其導(dǎo)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(jìn)一步，將網(wǎng)格數(shù)據(jù)文件導(dǎo)出，并運(yùn)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(jì)算。

3、>　　(2)求解艦船目標(biāo)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(biāo)的輻射換熱，把這些外部熱源項(xiàng)疊加為整體的熱源項(xiàng)，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)岬淖饔谩⒚嬖c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(biāo)的瞬時(shí)非穩(wěn)態(tài)溫度場，并進(jìn)一步求出某時(shí)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(biāo)溫度場的方法。