臨近空間高超聲速飛行器紅外目標特性研究.pdf

1、臨近空間高超聲速飛行器具有速度快，航程遠，突防能力強等獨特優(yōu)勢，在軍事上具有重大的戰(zhàn)略意義和極大的潛力，受到越來越多國家的關(guān)注與重視。針對臨近空間高超聲速飛行器來說，其紅外輻射主要有本體熱輻射和激波層氣體輻射兩部分組成。紅外特性的研究對于目標的識別、跟蹤、攔截等有重大的意義。
　　本文使用有限體積法數(shù)值程序計算壁面熱流密度。其中，數(shù)值離散格式、化學反應(yīng)模型、催化條件模型等固定，重點研究了壁面法向第一層網(wǎng)格高度對氣動熱數(shù)值計算的影響

2、。選取 ELECTRE鈍錐模型作為計算對象，以壁面參數(shù)雷諾數(shù)為網(wǎng)格準則，對比分析得到了模型不同部位的網(wǎng)格雷諾數(shù)適用范圍。
　　計算飛行器周圍高溫氣體的輻射和輸運時，氣體的光譜系數(shù)是必要的條件。激波層內(nèi)氣體成分除N,O等元素外，還有微量成分H2 O，CO2，NO等主要紅外輻射源。本文基于HITRAN/HITEMP光譜數(shù)據(jù)庫，編寫了H2O，CO2，NO等氣體分子光譜吸收系數(shù)和光譜發(fā)射系數(shù)的逐線法計算程序，并與實驗數(shù)據(jù)進行對比，驗證了程

3、序的可靠性。
　　基于上述研究內(nèi)容，本文以導(dǎo)彈頭部為幾何模型，計算得到了其繞流場參數(shù)及激波層內(nèi)氣體的光譜系數(shù)，并建立了探測鏡面網(wǎng)格及相應(yīng)節(jié)點的輻射場網(wǎng)格。發(fā)展了一套適用本文網(wǎng)格模型的高效率的網(wǎng)格搜索方法，通過插值方法將流場網(wǎng)格節(jié)點上的數(shù)據(jù)傳遞到輻射場網(wǎng)格節(jié)點上。最后通過求解離散化的輻射輸運方程，得到探測鏡面上的輻射照度值。
　　在數(shù)值計算復(fù)雜外形飛行器的氣動熱時，本文關(guān)于壁面法向網(wǎng)格尺寸對熱流計算影響的研究能夠為其提供網(wǎng)格劃