两栖装甲车辆对抗双红外制导伪装方法研究

在分析两栖装甲车辆的双红外暴露特征、双红外制导抗干扰原理和常见的红外干扰技术的基础上，得出了在两栖装甲车辆对抗双红外制导的最佳伪装方法——人工水雾红外遮蔽技术。并利用Mie散射理论分析了单位喷水量条件下，水雾滴径与3～5 μm、8～14 μm波段衰减的关系，从理论上给出了水雾滴径的最佳尺寸，最后编程模拟计算了人工水雾的双红外遮蔽性能。     

水雾的红外遮蔽性能测试及分析

测试和比较了天然雾、造雾剂成雾、超声波水雾等不同雾型的红外遮蔽效果,并结合雾的微物理性能特点分析了红外衰减性能差异产生的原因。结果表明天然雾的红外遮蔽性能有限;造雾剂可见光遮蔽效果优良,成雾的雾滴粒度小、数密度大,但含水量较小,红外遮蔽效果不明显;超声波水雾的雾滴粒径大、含水量大,雾幛的红外遮蔽效果突出。     

水雾热遮蔽过程的辐射与导热耦合换热

人工水雾对热辐射有着强烈的散射和吸收,可用于火灾安全和红外隐身.将水雾视为吸收、发射、各向异性散射的非灰介质,考虑水雾自身辐射、多重散射和环境影响,利用Mie理论和谱带离散计算雾滴的辐射特性参数;将辐射传输方程(RTE)和能量守恒方程(ECE)耦合计算,建立红外辐射在水雾中的衰减模型.利用该模型计算了光谱半球透射率,通过与朗伯比尔定律作对比,反映了介质辐射、多重散射、辐射热流等因素会降低水雾遮蔽效率.     

水雾的热红外伪装性能分析

利用Mie散射理论,在水的复折射指数随波长变化的情况下,通过雾滴消光效率因子和gamma 尺寸谱分布计算了热红外波长范围内的消光系数,建立了热红外波段gamma尺寸谱分布雾的含水量与消光系数的关系,分析了含水量为0.1和0.5时的红外探测器探测距离随传输路径L之间的变化关系.结论表明,水复折射指数、雾滴尺寸谱分布对雾的热红外辐射传输衰减有着较大影响,水雾遮蔽伪装时需充分考虑.     

深空动态场景目标红外图像仿真研究

针对深空背景空间目标的红外图像仿真问题,首先根据热平衡理论,对典型空间目标进行建模,得到目标不同部分的温度;然后建立目标的红外辐射模型,得到目标的红外辐射光谱特性;接着提出了一种基于红外星表数据库的星空背景建模方法,模拟任意时刻,任意视场大小和指向的红外星空背景;最后得到了不同距离、不同姿态空间目标与深空背景合成的红外图像仿真序列,实现了探测器不断接近目标过程中的红外辐射图像仿真.     

空间目标在轨红外成像仿真

为了使空间目标红外成像仿真尽量反应实际在轨工作状态,文中综合考虑目标自发辐射、太阳光辐射、地球辐射和地球反照的影响,结合空间目标在轨单点经纬度姿态数据、材料数据、探测器数据等先验信息,提出了一种空间目标在轨红外成像仿真技术。首先,阐述了空间目标红外成像仿真的理论模型。然后,以某简单立方体卫星为例,进行了在轨红外成像建模与仿真。所提出的空间目标红外成像仿真方法对空间目标探测、识别与跟踪算法的研究具有重要意义。     

两栖装甲车辆对抗红外／毫米波复合制导方法研究

在分析两栖装甲车辆的毫米波、红外暴露特征和常见的干扰技术,以及人工水雾干扰红外/毫米波复合制导原理的基础上,运用Mie散射理论和热力学理论,对人工水雾干扰红外/毫米波复合制导技术进行了理论分析,给出了单位喷水量条件下,水雾滴径的最佳尺寸,最后模拟计算了人工水雾对红外/毫米波复合制导的干扰性能.     

基于ANSYS的目标红外特性建模与仿真方法

目标红外仿真建模是实时红外场景仿真的关键部分。为了快速准确的建立目标红外仿真模型,提出一种结合CAD 技术和有限元热分析的目标红外特性通用仿真方法。首先对目标的红外特性进行理论分析。然后使用Solidworks 对目标进行几何建模;将目标模型导入ANSYS 进行有限元热分析;利用热分析获得目标的节点温度点云数据与节点拓扑结构,在仿真软件系统中重建目标的三维红外辐射场分布,并获得了目标的红外目标辐射特征结果。分析结果表明,仿真模型能够很好地逼近实测数据,有效地模拟仿真目标的红外辐射特征。     

人工水雾的光学/红外伪装性能研究

在分析人工水雾可见光遮蔽衰减原理和红外伪装性能理论分析的基础上,以两栖装甲车辆为例,运用光学/红外伪装理论、热力学理论和Mie氏理论模拟计算了人工水雾的光学/红外伪装性能.     

空间目标动态红外图像的计算机生成

介绍了大气层外空间目标动态红外图像仿真的实现。对空间目标进行了几何建模和运动特性建模。在此基础上，着重研究了空间目标的红外辐射特性，简化了通常使用的计算航天器温度的节点网络法，建立了空间目标外表面的红外热辐射模型，并将计算结果量化，形成灰度值。最后，利用计算机图形学的方法生成了动态红外图像。     

基于Mie 散射理论水雾介质红外辐射衰减的校正研究

水雾环境对红外辐射有着较强的衰减作用。在工业生产中水雾环境十分常见, 连铸二冷区铸坯的冷却装置采 用的就是人工水雾系统, 而准确掌握连铸二冷区铸坯表面温度对提高产品质量的稳定性具有重要意义。针对二冷区 大量水雾对连铸坯表面非接触式测温存在干扰的问题, 提出了一种基于 Mie 散射理论的校正方法。首先根据现场使 用的气水喷嘴进行模拟实验, 分析现场水雾的水流分布, 建立水雾状态模型; 然后分析水雾状态模型下红外辐射的衰 减特性, 通过模拟试验计算得到相应的消光系数, 并利用朗伯比尔定律得到红外辐射衰减的校正因子, 将校正因子添 加至非接触式红外测温系统中进行实时温度值的校正。研究表明, 通过校正因子的导入能够有效地提高非接触式红 外测温系统的精度。     

坦克目标的红外成像建模与仿真

提出了坦克目标的红外成像建模方法.首先结合部位分解法和板块元法建立坦克目标的几何模型;其次根据传热学原理提出了坦克目标各部位的热平衡方程,进而得到相应波长范围内的红外辐射强度;接着根据导弹与坦克相对运动的特征建立了弹目时空交会模型;最后通过计算机仿真生成不同交会状态下坦克目标红外灰度图像.仿真结果表明,此红外成像模型是正确有效的.     

天空双基地雷达杂波建模与分析

天空双基地雷达作为天基预警雷达体制的一种,能在一定程度上克服单基地天基预警雷达信号空间衰减过大的问题,但天空双基地雷达杂波谱会更为复杂。本文在天空双基地雷达几何模型的基础上,首先对杂波几何关系、多普勒特性及杂波回波数学模型进行了分析。进而对天空双基地雷达在考虑地球自转、不同几何配置及不同收发端相对位置等情况下的杂波空时二维谱进行了建模与仿真,并与双基地机载雷达进行了比较。结合理论与仿真结果,表明所建杂波模型是合理的,可为天空双基地雷达杂波抑制技术研究提供参考。      

基于OpenGL的飞行场景红外仿真

在现代化战争中,红外探测与制导技术的使用已越来越广泛,因此如何实时生成战场环境的红外图像就变得非常重要。在Visual C++6.0环境中,利用OpenGL构建了可见光飞行场景;主要基于红外辐射相关理论,对场景中的目标和背景模型进行了红外辐射特性分析,并计算出了各部分模型面元的红外辐射强度;同时使用LOWTRAN7软件分析了大气衰减的影响,并通过灰度量化和OpenGL渲染技术构建了一种实时、动态的飞行场景红外仿真系统。试验结果表明,该系统能够实时生成飞行目标在不同红外波段及不同大气环境影响下的红外图像。     

细水雾发生及抑制液体火焰的实验研究

本文设计加工了细水雾发生器，并且应用三维LDV／APV(Adaptive Phase/Doppler Velocimeter)系统对其产生的细水雾雾场特性参数做了有效的测量，并在此基础上进行了细水雾抑制液体火有效性的模拟实验．利用热像仪、热电偶和摄像机等仪器研究了这种细水雾抑制熄灭煤油火和酒精火的过程。实验结果表明细水雾技术具有应用在灭火系统上的可行性，并具有优越的特点。     

烟幕扩散模型中任意光路电磁波透过率的计算

在烟幕扩散模型中,计算电磁波沿任意路径穿透烟幕云团时产生的衰减,需要准确计算出该路径下的烟幕积分浓度,从而得到电磁波的透过率。本文基于空间几何坐标变换原理、线性代数矩阵运算方法以及烟幕材料消光理论,推导了烟幕扩散模型中电磁波入射方向改变时的三维坐标系变换矩阵和二维积分浓度投影算法,实现了电磁波沿任意方向入射时的积分浓度分布及透过率的计算,为烟幕扩散模型的多角度(方向)数据分析、烟幕云团红外图像处理以及更多应用场景中的使用奠定了基础。     

草地的红外纹理建模与真实感绘制方法

纹理是使图像具有视觉真实感的重要因素,红外纹理生成是场景红外成像仿真的重要组成部分,也是真实感场景仿真的迫切需求。以在图像平面直接生成具有真实感的景物红外纹理图像为目标,提出了一种草地的红外纹理建模与真实感绘制方法,从模拟组分温度分布和空间结构形态两方面开展研究。首先,考虑土壤-植被-大气间的热交换过程,建立红外辐射的耦合求解模型;其次,构建各组分的空间分布模式;最后,将已经求解的红外辐射数据映射到图像空间,生成具有真实感的红外纹理图像。对近距离或放大状态下草地红外纹理的视觉效果进行了模拟,理论分析和仿真结果表明:所提出的红外纹理模拟方法具有一定的合理性和有效性。     

细水雾抑制气体火焰的实验测量

运用APV(Adaptive Phase／Doppler Velocimeter)系统、红外热成像方法和热电偶测温方法对细水雾和气体扩散火焰的作用过程中雾通量等雾场特性做了有效的测量，研究了细水雾和气体扩散火焰的作用过程。探索细水雾抑制扩散火焰的机理和规律。采用一种可以分离出细水雾灭火时不同机理相对贡献的实验方法，得到了比较理想的结论，用实验数据形象定量的表征出了在细水雾灭火时，水雾的蒸发潜热吸热作用、热容吸热作用以及稀释氧气作用对抑制气体扩散火焰所起的相对贡献。在实验条件下，讨论了细水雾各种灭火机理，合理解释了实验中出现的一些现象。实验研究表明，细水雾的各种灭火机理对于抑制火焰所发挥的作用不同，这对于细水雾灭火技术的发展很有意义。     

雾状水幕降温衰减与水面目标红外隐身研究

为了提高水面目标的红外隐身性能,通过雾状水幕衰减计算,分析了水雾衰减性能;通过雾状水幕对复合平板的降温和遮蔽试验,测量了施加水幕前后试验板红外线信号衰减程度、目标温度时间响应特性.计算和试验表明,具有一定浓度的雾状水幕可以有效地衰减红外辐射的传输,同时可以在短时间内迅速改变试验板的红外辐射特征.根据红外成像探测模型,对水面目标应用雾状水幕前后的红外探测距离和成像距离的变化进行了分析.使用雾状水幕的水面目标红外发现距离降低了约25%,而红外成像距离降低了约19%.结果表明雾状水幕是一种有效的红外隐身方法,可在水面目标红外隐身方面推广应用.     

弹道导弹中段红外辐射特性数学建模与仿真

针对TBM中段的弹道特性,根据热平衡理论建立了TBM在中段的温度计算模型,然后根据普朗克定律建立了目标红外辐射计算模型;在红外辐射的大气传输理论基础上,综合考虑大气吸收、散射及气象条件等各种因素,分析了大气衰减对红外辐射的影响建立了大气透过率的计算模型,得到了大气衰减作用下的目标辐射模型;最后,在假定的仿真条件下,利用模型计算了两种波段下目标红外辐射强度、大气光谱透过率以及经过大气衰减后的红外辐射强度,并对计算结果进行了分析,结果表明,这是一种计算TBM中段红外辐射的有效方法.