空中目標(biāo)紅外輻射建模及成像仿真.pdf

1、溫度高于絕對(duì)零度的物體都會(huì)向外輻射出能量，空中目標(biāo)在空中做高速飛行，外部條件以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同都會(huì)導(dǎo)致空中目標(biāo)蒙皮溫度場分布產(chǎn)生變化。同時(shí)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，會(huì)有大量的高溫燃燒產(chǎn)物排放到大氣之中，向外進(jìn)行大量的紅外輻射。這些都為空中目標(biāo)的探測、追蹤以及攔截提供了依據(jù)。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，計(jì)算機(jī)計(jì)算速度大幅提高，紅外仿真技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。利用紅外仿真技術(shù)可以逼真的對(duì)目標(biāo)的紅外特性進(jìn)行成像仿真，可為紅外制導(dǎo)武器的研制設(shè)計(jì)依據(jù)。

2、
　　本文對(duì)空中目標(biāo)的紅外輻射特性進(jìn)行了研究，主要對(duì)組成空中目標(biāo)輻射源的蒙皮與尾焰在探測方向上的輻射強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行紅外成像，最終得到空中目標(biāo)的紅外仿真圖像。
　　本文首先建立了空中目標(biāo)的幾何模型，并對(duì)其進(jìn)行了非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的劃分，在綜合考慮外部大氣對(duì)目標(biāo)蒙皮的氣動(dòng)加熱、外部環(huán)境對(duì)目標(biāo)蒙皮的投入輻射以及目標(biāo)內(nèi)部各部件間的換熱的基礎(chǔ)上，采用有限體積法建立導(dǎo)熱方程，并對(duì)其進(jìn)行離散求解，最終得到空中目標(biāo)在飛行過程中蒙皮的

3、非穩(wěn)態(tài)溫度場分布情況。
　　其次，在傳統(tǒng)二流法和六流法的基礎(chǔ)上，對(duì)由傳統(tǒng)熱流法演變得到的源項(xiàng)六流法數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究，并在已知尾焰流場的溫度、壓強(qiáng)以及各組分濃度分布的前提下，將尾焰包裹在一個(gè)圓柱體內(nèi)，采用源項(xiàng)六流法對(duì)輻射傳遞方程進(jìn)行求解，最終得到探測方向上的輻射強(qiáng)度值。
　　最終，由計(jì)算得到的蒙皮溫度場分布，通過普朗克公式求得目標(biāo)蒙皮的本征輻射強(qiáng)度，同時(shí)考慮太陽、天空以及地面在蒙皮上反射到探測器方向的輻射強(qiáng)度。在考慮蒙皮及尾焰