地球辐射对大气层外弹道式目标表面温度场的影响

运用单位半球法计算了地球辐射热流,并详细介绍了推导过程.由于给出微面元上地球辐射热流的解析表达形式,从而使计算凸面大气层外弹道式目标表面上的地球辐射热流变得非常简便.为了准确分析地球辐射对目标表面温度场的影响,利用有限元法建立了热传递模型.最后应用ANSYS软件计算了一种大气层外弹道式目标的表面温度场分布.数值计算表明:在目标飞行全程中,由于地球辐射的作用,目标绝大部分表面的温度变化范围在10K以内.     

地球红外辐射背景成像方法研究

为模拟生成地球红外辐射背景图像, 研究其成像方法。首先将地球表面划分为若干地表区域,考虑大气传输特性、地表类型、地表经纬度及地表海拔高度等因素影响, 根据地表类型, 建立地球表面区域温度模型和红外辐射亮度模型, 然后运用数值计算方法得到地球表面温度和红外辐射亮度分布。根据红外探测器视角与视点,利用OpenGL 实现了红外探测器在太空中对地球背景红外辐射亮度的三维图像显示。结果表明, 模拟生成的地球红外背景图像效果逼真, 可用于红外目标识别和仿真应用。     

地球红外辐射背景成像方法研究

为模拟生成地球红外辐射背景图像，研究其成像方法。首先将地球表面划分为若干地表区域，考虑大气传输特性、地表类型、地袁经纬度及地袁海拔高度等因素影响，根据地袁类型，建立地球袁面区域温度模型和红外辐射亮度模型．然后运用数值计算方法得到地球表面温度和红外辐射亮度分布。根据红外探测器视角与视点．利用OpenGL实现了红外探测器在太空中对地球背景红外辐射亮度的三维图像显示。结果表明，模拟生成的地球红外背景图像效果逼真，可用于红外目标识别和仿真应用。     

地面目标表面温度及红外辐射的计算

目标表面温度和红外辐射的理论计算对红外热像的模拟、控制目标红外辐射进而实现红外隐身等领域有着重要意义。各种复杂因素的影响导致地面目标表面温度的计算非常复杂。边界条件对目标的表面温度理论计算精度有着重要的影响，分析了影响目标表面温度边界条件的各种因素，得到了计算地面目标表面温度的一般方法。以一维导热微分方程为例，计算了某建筑物墙壁外表面温度白天随时间的变化关系，并与实际测量值进行了比较，结果表明理论计算较为准确。最后在此基础上，对目标的红外辐射进行了理论计算和讨论。     

大气层外弹道式目标表面温度场的有限元分析

获取目标表面温度场是进行红外特征分析的重要前提.根据大气层外弹道式目标温度场的轴对称分布特点,在柱坐标系内建立了二维瞬态热传递的有限元模型.模型中的自然边界条件包括太阳辐射、地球辐射、地球反照辐射和空间辐射.最后应用ANSYS软件计算了一种大气层外弹道式目标的表面温度场分布,数值计算表明:在目标飞行全程中,其表面温度在白天和夜晚分别约为34K和14K.该模型对于大气层外弹道式目标的红外探测、隐身和成像仿真具有重要价值.     

大气透明率对地面目标红外特性的影响研究

大气状况是影响地面目标红外特性的一个重要因素，在对影响目标表面温度环境因素分析的基础上，重点讨论了大气透明率对目标表面温度的影响，同时简单讨论了大气对红外辐射的衰减，最后把两者结合起来，讨论了大气透明率对目标红外辐射特性的综合影响。结果表明，虽然大气透明率的提高可能会造成目标白天表面温度的降低，但是由于大气对红外辐射的衰减作用，总的效果还是大气透明率越高，目标到达太空红外探测器上的辐射亮度越大。     

人工红外光源对地面目标红外特性的影响

研究人工红外光源对地面目标红外特性的影响,对目标的探测、识别、红外特征的模拟有重要的意义.建立了人工红外光源照射目标的理论模型,对影响目标表面温度的各种因素进行了分析,重点讨论了人工光源对目标表面温度的影响.以合肥某建筑物为例,对红外光源照射时的目标表面温度进行了计算与测量,在此基础上对目标红外辐射进行了计算与分析.结...     

风驱雨与湿热耦合作用下的地面目标表面温度计算模型EI北大核心CSCD

天气环境变幻莫测,阴雨天气更是不可避免,研究地面目标表面热特征可以更好地服务于热红外探测与热红外制导,提高目标定位的准确性。阴雨天气条件下地面目标表面降雨分布受降雨、风力影响;地面背景受透水材料的水分吸收及蒸发带来的潜热影响,致使地面目标表面的热特征具有不确定性。文中将空气流动模型、辐射换热模型、风驱雨模型和湿热耦合模型相结合,在开源平台Open FOAM提出了一种集成考虑风驱雨与湿热耦合的地面目标表面温度计算模型,研究阴雨天气条件下地面目标表面的热特征以及降雨强度和风向对目标表面温度特性的影响。结果表明:利用该集成计算模型计算目标表面温度的模拟值与热电偶实测值变化趋势高度一致,数值计算24 h各表面的平均绝对误差为0.95 K;存在降雨的时刻目标表面的温差较小,受降雨与风向的影响,目标的迎风面因降雨捕获率较高,温度通常低于背风面温度;降雨强度、风速风向发生改变均会影响目标表面降雨捕获率分布,从而影响表面温度特征分布。研究表明该方法具有可靠性和较好的精确性,可为阴雨天气条件下复杂地面目标的热特性分析提供方法支撑。     

太阳辐射对大气层外弹道式目标表面温度的影响

论述了大气层外弹道式目标表面温度的计算方法，对某弹道式目标大气层外飞行过程中当太阳辐射方向改变时其表面温度的变化情况进行了数值计算，分析了目标飞行姿态与太阳辐射方向之间空间方位关系的变化对目标表面温度的影响。     

真假目标热特性差异的理论分析

根据传热学原理,建立了假目标和真目标的简单传热模型,计算了一日内假目标和真目标温度随时间的变化,结果表明:假目标表面温度可以通过热平衡方程求解;真目标温度日变化受厚度的影响最大,厚度越大,温度变化越平缓,厚度越小,越接近假目标.表面发射率对真目标或假目标温度变化有相同的影响,发射率越低,一日内表面温度就越高.太阳能吸收系数仅在白天具有太阳辐射时对温度有影响,它与发射率对温度的影响刚好相反.     

利用坐标变换法计算卫星轨道辐射热流

卫星轨道辐射热流的计算对于卫星的热控设计和卫星红外特征研究等都具有重要意义。论文根据描述卫星运动模型参数的卫星轨道六要素,利用坐标变换方法确立了卫星任一表面与太阳、地球的位置角度关系,建立了卫星的表面辐射热流计算模型,可用以计算任意轨道参数的卫星在任意时刻太阳辐射、地球反照和地球辐射等主要轨道辐射热流,并以某轨道上六面体卫星为例给出了其不同表面在整个轨道运行期间的接收到的辐射热流计算结果。结果表明:卫星不同表面接收到的辐射热流密度随时间的变化是不一样的,主要取决于各表面与太阳和地球的角度关系。     

星载荷热控制辐冷板激光致热计算分析

卫星的温度变化直接影响着电子器件的工作性能,为了研究辐冷板的温升效应对电子器件温度的影响,通过分析辐冷板的散热机理和辐冷板工作特性,采用有限元分析软件,对简化后的辐冷板模型进行了激光辐照热效应计算分析。以脉冲激光作为辐射源,对辐冷板进行照射,通过对其表面温度场进行数值模拟,得到了在脉冲激光照射下的瞬态温度场分布,并对模拟结果进行了分析和研究。发现电子器件在没有散热的情况下温度将升高64.5 K,在最大工作状态时激光的照射将严重影响热管的工作性能,而且热管的非正常工作将使电子器件温度升高,影响电子器件正常运行,为星上温度影响电子器件性能实验奠定了理论基础。     

目标表面地球辐射和地球反照的均匀模拟法

对地球面元的方位角和天顶角进行了均匀采样,并将面元位置矢量由球坐标系转化到了地心赤道坐标系中.通过数值积分,计算出了地球反照和地球红外辐射对目标的辐射角系数.计算结果表明,该方法不仅在计算效率和计算精度方面都明显优于随机模拟方法,而且与辐射换热角系数手册数据十分吻合,非常适用于目标热流的计算.     

Study on the Characteristic of IR Radiation from the Space Target

In this paper, based on the analysis of the thermal environment where the space target embeds and the study of thermal exchanges between the environment and the space target, the mathematics model of the temperature field for the space target is present by using the thermal network method. The temperature and radiant flux of the target surface are calculated, the characteristic of the distribution of temperature and IR radiation from the space target is discussed in detail.     

舰船红外成像模拟

研究并建立了海面舰船的红外理论模型，较为完善地考虑了周围环境对物体及物体各部分之间的相互作用，包括太阳辐射，海／天背景辐射，海／空气的对流，以及船体各部分的传导和相互辐射；同时考虑了舰船内舱对船壁的辐射和对流作用，采用蒙特卡 方法，引入准随机数解决了复杂几何结构表面非漫反射灰体的辐射计算。     

某低轨倾斜轨道相机热控系统设计与验证

某新型对地观测空间相机已随新技术试验星成功发射入轨。相机运行于低轨倾斜圆轨道为非太阳同步轨道,其面临的空间外热流变化非常复杂。为了保证相机在轨稳定工作,光学系统和承力结构需要具有较高的温度稳定性,低温红外探测器需要配备大功率制冷机。复杂的外热流环境和高稳定度的指标要求给热控系统的设计研制带来了极大的挑战。根据任务特点和需求,对热控研制任务展开了分析,提出了借助卫星平台姿态规避,间接辐射控温以及±X侧耦合散热面等热控措施。热平衡试验与在轨飞行实测数据表明,相机光学系统的温度水平保持在（18±2） ℃范围内,稳定度优于±0.3 ℃/轨,满足相机各项温度指标,证明相机热控设计方案合理可行,相机在轨工作条件良好。     

Temperature uniformity in RTP furnaces

The heat transfer to a wafer in a rapid thermal processing (RTP) furnace is simulated by an analytical/numerical model. The model includes radiation heat transfer to the wafer from the lamps, heat conduction within the wafer, and emission of radiation from the wafer. Geometric optics are used to predict the radiant heat flux distribution over the wafer. The predicted wafer surface temperature distribution is compared to measurements made in an RTP furnace for two different reflector geometries. Lamp configurations and the resulting irradiance required to produce a uniform wafer temperature are defined     

合肥大气下行长波辐射估算模型研究与改进

大气下行辐射是地表辐射和能量平衡中的一个关键参数, 在反演地表温度和发射率、开展气候变化研究 中起着关键作用。基于现有的大气下行辐射测量方法的分析比较, 开展了合肥大气下行长波辐射的研究。利用 MODTRAN 辐射传输模型模拟计算了合肥大气下行辐射通量, 并以该方法获取的大气下行辐射通量为基准, 对广 泛应用的个晴天经验模型进行性能评价, 验证了 Idso 模型和 Ångstrom ¨ 模型对于合肥大气条件的适用性。进而利用 MODTRAN 辐射传输模型模拟数据对 Idso 模型中的参数进行修正, 提高了该模型的模拟精度。该研究为方便快捷准 确地获取合肥大气下行辐射通量提供了可靠方法。     

太阳同步轨道星敏感器热设计典型工况确定

以某太阳同步轨道卫星星敏感器为例,阐述了热环境分析、外热流计算、典型工况条件确定以及热试验模拟的全过程。首先,分析了星敏感器所处的内、外部热环境,确定了其温度水平的主要影响因素。其次,进行了星敏感器通光孔到达外热流的计算,确定了典型工况的工况条件。然后,制定了星敏感器热平衡试验外热流的模拟方案,利用闭环程控系统进行外热流加载。最后,依据星敏感器自身特点,提出了热试验外热流的加载策略。典型工况条件的确定合理可行。