特种车辆红外辐射特性仿真及发射率测量

摘要

随着光学精确跟踪制导、光学隐身与反隐身、光电对抗等先进技术在军事领域的广泛应用,对目标及环境背景的红外辐射特性数据的需求逐渐增强。目前获取目标红外辐射特性数据的途径一般是通过外场测试或理论分析及数值模拟,但外场测试成本较高,并且很难得到外军的重要军事目标的红外辐射特性数据。所以,建立红外辐射特性理论计算模型,然后通过数值模拟方法来计算目标的红外辐射特性数据,是目前目标红外辐射特性研究领域中的重要研究方向。
　　本文基于有限元方法建立目标的红外辐射特性理论模型,结合GID前后处理软件编写了特种车辆红外辐射特性仿真自动化计算程序,对特种车辆的三维温度场和辐射出射度场以及在给定探测方向上的方向光谱辐射出射度在3-14μm波段随波长的变化进行了计算。结果显示目标的红外辐射出射能量在3-5μm波段主要受反射太阳辐射影响,而在8-14μm波段则自身辐射影响较大,而且在反射太阳辐射能量中经其他面元一次或多次反射到该面元并最终被该面元反射的太阳辐射能量只占很小的比例。并且在此基础上给出增强特种车辆红外隐身效果的表面涂层材料选择依据。
　　为了获取特种车辆红外辐射特性计算所需的材料发射率数据,本文对材料发射率测量方法进行了研究。分别搭建了基于红外测温仪的材料波段法向发射率测量实验平台和基于傅立叶变换光谱分析仪的材料光谱法向发射率测量实验平台。利用这两个测量平台对两种常见金属材料的8-14μm波段法向发射率和2.5-25μm光谱法向发射率进行了测量,测量结果对比显示两种方法得到的结果符合的很好。最后本文还对基于红外测温仪的发射率测量方法进行了误差分析,给出了使发射率测量误差绝对值最小的红外测温仪最佳发射率设定值。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

第2章 特种车辆红外辐射特性理论建模

2.1引言

2.2车辆三维温度分布理论建模

2.3太阳辐射热流计算

2.4有限元法求解三维瞬态导热微分方程

2.5目标红外辐射特性计算

2.6本章小结

第3章 温度场及红外辐射特性分析

3.1引言

3.2目标辐射特性程序设计及验证

3.3车辆三维温度场计算结果及分析

3.4车辆表面红外辐射特性分析

3.5车辆表面红外隐身涂层辐射物性优化设计

3.6本章小结

第4章 材料发射率测量实验研究

4.1引言

4.2基于红外测温仪的材料法向波段发射率测量实验平台搭建

4.3基于傅立叶光谱仪的材料法向光谱发射率测量实验平台搭建

4.4发射率测量结果及分析

4.5本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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