不同隐身措施下的目标红外辐射特性研究

摘要

本文主要探讨研究的内容为不同隐身措施下的目标红外辐射特性研究，并且在针对目标红外仿真软件的开发上进行了一定的探索与研究。主要有以下几方面:
　　1.在商用模拟软件Fluent的基础上，针对其在目标红外仿真方面存在的局限性，综合应用命令传输技术、计算机图像交互技术，整合地面背景计算模块和红外辐射计算模块，编制了装甲车辆红外仿真程序，实现了温度、红外辐射模拟计算一体化，其实用性尚能令人满意。为红外成像仿真、演示提供了一种极为经济、有效的手段，对于装甲车辆隐身设计以及隐身设计评估具有重要的意义。
　　2.在温度及红外辐射的理论基础上，综合考虑天气状况、太阳辐射、地面温度、天空背景等因素，使用装甲车辆红外仿真程序模拟计算车辆未采取任何隐身措施下的温度及红外辐射特征分布。一方面验证了软件的实用性，另一方面通过对不同状态（包括冷静态、热静态和热动态）下车辆的特征进行分析，得到几处易被作为探测重点的特征点。
　　3.针对之前分析所得到几类特征点，选取目前几种较为常用的隐身措施（添加隐身涂层、添加隔热层、加长裙板和增设引射器）进行模拟计算，得到其温度及红外辐射特征图，通过与之前计算所得未采取隐身措施时的特征图进行比较分析。此外，计算探测器在车辆采取隐身措施前后所接收到的辐射功率，以数据图的形式更直观的对不同隐身措施的隐身效果进行比较分析，确定不同隐身措施所取得的效果。分析结果表明几类隐身措施都能在一定程度改善车辆的特征分布，对车辆隐身设计以及评估具有一定指导意义及参考价值。

目录

声明

摘要

主要符号说明

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 Fluent在红外辐射方面的应用及二次开发

1．3 研究内容

2 装甲车辆的数学物理模型

2．1 物理模型及网格

2．2 数学模型

2．2．1 地面背景热模型

2．2．3 太阳辐射

2．2．4 天空大气辐射

2．2．5 地表显热通量及潜热通量

2．2．6 装甲车辆热模型

2．2．7 控制方程

2．3 红外辐射特性

2．3．1 自身辐射

2．3．2 反射辐射

2．4 红外探测功率

3 装甲车辆红外仿真程序设计

3．1 Fluent优点及其针对车辆红外仿真的局限性分析

3．1．1 Fluent的优点

3．1．2 Fluent针对车辆红外仿真的局限性

3．2 软件程序总体设计

3．2．1 开发工具

3．2．3 程序功能的设想

3．3 软件程序的主要构成

3．3．1 数值模拟流程区

3．3．2 参数设置区

3．3．3 图形显示区

3．3．4 信息反馈区

3．4 软件程序的主要功能的实现

3．4．1 Fluent程序的启动

3．4．2 软件程序与Fluent的交互

3．4．3 软件程序对Fluent反馈信息的提取

3．4．4 网格文件的解析与显示

3．4．5 地面背景计算模块与红外辐射计算模块的整合

3．4．6 软件程序中关于UDF的处理

3．5 软件程序模拟演示

3．5．1 软件程宁的启动

3．5．2 网格文件的导入及处理

3．5．3 热模型的设置

3．5．4 温度及红外辐射计算

3．6 本章小结

4 装甲车辆模拟结果分析

4．1 装甲车辆温度特征分析

4．1．1 装甲车辆冷静态温度特征分析

4．1．2 装甲车辆热静态温度特征分析

4．1．3 装甲车辆热动态温度特征分析

4．2 装甲车辆红外特征分析

4．2．1 装甲车辆冷静态红外特征分析

4．2．2 装甲车辆热静态红外特征分析

4．2．3 装甲车辆热动态红外特征分析

4．3 装甲车辆外表面UDF型边界条件的校验结果

4．4 本章小结

5 车辆不同隐身隐身措施下的红外辐射特性分析

5．1 添加低发射率隐身涂层

5．1．1 添加隐身涂层后车辆特征图分析

5．1．2 添加隐身涂层后车辆探测功率分析

5．2 发动机与排气管处添加隔热层

5．2．1 添加隔热层后车辆特征图分析

5．2．2 添加隔热层后车辆探测功率分析

5．3 加长装甲车辆裙板

5．3．1 加长裙板后车辆特征图分析

5．3．2 加长裙板后车辆探测功率分析

5．4 排气管增设引射装置

5．4．1 增设引射器后车辆特征图分析

5．4．2 增设引射嚣后车辆探测功率分析

5．5 不同隐身措施下的探测功率分析

5．6 本章小结

6 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 研究展望

致谢

参考文献