竖壁液膜温度分布数值模拟和红外抑制效果

为了满足舰船红外隐身的需要,分析利用过冷降膜对舰船壁面的红外隐身方法.建立了垂直自由降膜的数学模型及计算方法,采用有限体积法数值模拟,运用求解一维非稳态导热问题的思想,解决了二维稳态对流换热问题,求得了恒壁温及恒热流的降膜流动在不同条件下的温度分布的数值解,所求解与实验数据吻合较好.计算结果表明:增大液膜流动的流量、降低液膜入口温度或增加物体粘性均可增强对特定目标的红外抑制效果,说明了过冷降膜是一种简单有效的红外抑制技术.这种红外抑制技术可以有效减少舰船的被探测性,增强舰船的生存能力.     

过冷降膜的温度场及红外隐身应用研究

深入分析了利用定常温度下过冷降膜技术对军事目标进行红外隐身的方法。建立了层流降膜的流动与传热模型,采用积分法得到了降膜表面的温度分布,提高了解的精度。对比不同研究者的结果与实验值,得到了液膜自由表面温度变化主要是由热边界层厚度与液膜厚度关系、初始温度、液膜流量、动力粘度的变化引起的。计算了不同参数下过冷降膜对军事目标的红外抑制效果,结果表明:过冷降膜是一种简单有效的红外抑制技术,增大液膜流动的流量、降低液膜入口温度或增加物体粘性均可增强对特定目标的红外隐身效果,该技术在军事目标的红外隐身方面应用前景广阔。     

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.     

恒热流边界条件下降膜温度场及其对红外探测距离的影响

深入分析了利用恒热流边界条件下下降液膜（降膜）技术对军事目标垂直进行红外抑制的方法。建立了层流降膜的流动与传热模型,采用能量守恒法,忽略液膜入口段效应,得到了降膜表面的温度分布,简化了求解过程。通过与不同研究者结果做对比,验证了能量守恒法对于评估降膜在充分发展段换热过程的有效性。计算了探测器对采用液膜红外抑制技术后目标的识别距离,结果表明:增大液膜流动的流量、合理控制液膜入口温度可增强对特定目标的红外抑制效果。本人的研究方法和结论对军事目标的红外抑制领域具有中重要的参考意义。     

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、各向异性散射的灰体介质,考虑水雾的介质辐射、多重散射和环境的影响,利用窄谱带模型和Mie散射理论计算离散谱带的平均光学系数,将辐射传输方程和能量守恒方程耦合计算,建立了8~14微米红外辐射在水雾中衰减的计算模型。应用蒙特卡洛法与本文算法作对比,验证了模型的正确性;计算分析了目标在水雾遮蔽下的辐射强度场、热流密度散度以及对水雾温度场的影响;利用本文模型计算了光谱半球通过率,通过与朗伯比尔定律作对比,反映了介质辐射、多重散射、辐射热流等因素使得水雾遮蔽效率降低。