卫星轨控推进器尾焰红外辐射的数值模拟

为全面了解卫星的红外辐射特性,需掌握卫星轨控推进器尾焰的红外辐射特性.按照先计算尾焰的流场、再计算尾焰的吸收系数、最后用有限体积法求解尾焰红外辐射亮度的先后顺序,较完整地建立了卫星轨控推进器尾焰红外辐射的求解模型.根据该模型计算得到的尾焰辐射亮度,进一步求解获得了1 000～4 500 cm-1 内的光谱和波段辐射强度.通过分析,光谱辐射强度在1 525 cm-1、1 700 cm-1、2 155 cm-1、2 175 cm-1、2 350 cm-1 和3 750 cm-1附近的数值较大;到喷管出口截面的垂直距离不同,最大的波段辐射强度可能对应不同的方位角.在波数2 350cm-1和3 750 cm-1 附近,光谱辐射强度与同类文献中的计算结果能够相互吻合.此结果表明,该模型具有较高的可行性和精确性.     

巡航导弹尾焰红外辐射特性建模及分析

对巡航导弹尾焰的流场分布进行了分析,建立了简化工程模型.该模型可在已知尾喷管压力、温度的条件下计算尾焰的温度场和压力场分布,与计算流体力学在相应条件下模拟的尾焰流场特性基本一致.进而以C.G谱带法计算简化模型的辐射亮度分布.计算结果表明,巡航导弹尾焰核心区的辐射亮度特征明显;尾焰辐射3～5鱩波段可作为探测尾焰的主要波段;辐射亮度在与尾焰垂直方向最强.本文的结果可为探测巡航导弹及空间相机的谱带选择提供依据.     

空中飞行目标尾焰红外辐射信号的建模与仿真

本文通过对空中飞行目标高温尾焰的流场分布进行研究和对飞行目标尾焰的红外特性进行深入分析,以圆对称尾喷管尾焰的温度分布和各组分压强的分布理论为例,对其红外辐射强度进行了计算.首先,根据不同区域的温度分布公式计算出尾焰的等温线;然后,考虑了谱线的碰撞展宽效应和多普勒展宽效应,利用谱带模型C-G近似法,计算了尾焰各部分的吸收系数.最后,根据前面的计算得到了尾焰的红外辐射分布,建立了较准确的定量分析模型,并给出了仿真结果.     

辐射板强化喷管换热与红外抑制效果试验研究

试验研究了在发动机喷管中加装金属辐射板前后,喷管壁面温度、热喷流温度与喷管红外辐射特征的变化。结果表明,加装金属辐射板后,热喷流与喷管壁面之间的热量传递显著增强,热喷流中心温度降低,壁面温度明显升高,在90°方向上,热喷流3～5μm波段的红外辐射强度降低了38.5%。文中从热喷流、喷管壁面以及金属辐射板等相关部件的温度变化情况对红外辐射强度的变化原因进行了解释。      

基于混合有限体积/有限元法的喷管辐射传递求解研究

针对三维不规则非灰吸收介质的辐射传递问题,提出用混合有限体积侑限元法对其求解.在直角坐标系下,详细推导了混合有限体积/有限元法的计算过程;并结合向量和矩阵运算的相关理论,给出一种能够耦合边界条件的有限元方程的总体合成方法.以姿控推进器喷管扩张段和其内部的吸收介质之间的辐射传递为求解对象,采用该方法得到喷口的光谱辐射亮度...     

地球红外辐射对大气层外红外测温的影响

针对环境辐射对弹道导弹防御(BMD)系统大气层外红外测温精度的影响问题,本文提出了分析地球红外辐射对红外测温精度的影响的方法.该方法根据双波段红外测温的原理,导出了考虑目标反射的地球红外辐射后,红外传感器对目标测量的色温计算公式,并给出了测量误差的分析方法.然后本文以BMD系统大气层外杀伤器(EKⅥ红外传感器为例,利用蒙特卡洛方法,分析了在假定的典型场景下,地球红外辐射对测温精度的影响程度.分析表明,地球红外辐射将使EKV红外测温的精度明显降低.     

曲线运动导弹的尾焰模拟研究

根据预置曲线运动导弹的轨迹,应用粒子系统对曲线运动导弹的尾焰进行模拟研究。为使模拟效果更逼真,研究了公告板技术、纹理映射技术和融合技术。应用公告板技术对粒子系统进行了优化,应用纹理映射技术和融合技术对火焰粒子进行渲染。模拟结果表明,导弹尾焰能随预置的导弹曲线轨迹运动且保持与曲线相切,且在任意视点观察时都具有真实感效果。     

降低发射率对发动机喷管红外隐身效果的影响

以某型发动机为原型,将该原型发动机简化成一个由涡轮出口、中心锥、火焰稳定器、引射出口和发动机腔体喷管组成的轴对称模型。利用该模型计算在发射率为0.9、反射率为0.1时的喷管红外辐射强度,采用降低腔体发射率的方法,计算发射率为0.2、反射率为0.1时的喷管红外辐射强度。通过对比分析两种模拟计算结果,评估降低腔体发射率对发动机喷管红外隐身效果的影响。     

颜料对低发射涂料红外辐射特性的影响

本文详细论述了应用于红外陷身涂层的金属颜料、着色颜料的研究现状，并对这些颜料的红外特性进行了讨论。讨论认为：金属颜料发射率一般较低，在金属颜料中，粒径50цm的漂浮型铝粉具有较好的红外性能；在着色颜料中，大多数着色颜料具有很高的发射率，不适宜热红外伪装涂料使用；掺杂半导体颜料制成的涂料性能优良，但目前还处于研制阶段，是今后颜料发展的一个方向。     

加装红外抑制器的直升机红外辐射的计算及测量

计算了光谱在3～5 μm及8～12 μm范围内,加装与机身结构一体化红外抑制器的某型直升机排气系统的红外辐射特性.计算中考虑了排气系统部分蒙皮的红外辐射、双喷管发动机喷气流的红外辐射、背景辐射及大气的吸收衰减对直升机排气系统红外辐射信号的影响.实验发现,一架加装与机身结构一体化红外抑制器的直升机排气系统红外辐射特性的计算结果,与实测结果基本一致.     

矩形共振腔截面纵横比对其共振频率影响研究

亥姆赫兹共振腔具有良好的低频消声性能,被广泛地应用于低频消声方面.在实际应用中,共振腔的使用往往受到安装空间的限制,有时候只能安装矩形腔.利用定体积定长度时的矩形共振腔模型,从理论上探讨了腔体纵横比对共振腔共振频率的影响.同时设计了发动机进气消声器性能测试专用实验台,从实验角度研究了腔体截面纵横比与共振频率之间的关系.理论与实验初步结果表明,在算例条件下截面纵横比对共振频率影响不大,在应用时可以不考虑纵横比问题.所讨论内容对其它条件下的研究有借鉴作用.     

长径比对TiB/Ti6Al4V网状复合材料力学行为的影响

目的 针对高性能钛基复合材料开发过程中所面临的强韧性倒置问题,对网状构型钛基复合材料拉伸行为进行仿真,以揭示增强体长径比对材料强度与韧性的影响机理。方法 针对TiB/Ti6Al4V网状构型复合材料体系,构建增强相长径比不同的复合材料有限元模型,分别进行拉伸行为仿真,并对其应力-应变曲线、应力集中系数、应力云图和应变云图等进行预测与分析。结果 随着增强相TiB长径比的增大,复合材料的断裂伸长率单调递增,弹性模量与抗拉强度则呈先下降后上升的趋势。结论 增强相长径比是影响复合材料力学性能的重要参数。增强相的长径比和局部体积分数的共同作用导致复合材料模量和强度随长径比的增大先降低后升高。此外,随着TiB长径比的增大,断口更加曲折,主裂纹多次偏转扩展方向,并沿着TiBw/Ti6Al4V-Ti6Al4V“限域”界面扩展,进而消耗了大量的体系能量,这对材料韧化有积极影响。     

排风管对油烟机辐射噪声的影响

对安装排风管后油烟机辐射噪声的A声级及频谱特征进行实验测量和分析,并用阻抗转移和等效阻抗模型对管道及蜗壳系统的声阻抗进行理论研究。理论和实验结果表明,安装排风管后,风机转速明显提高,使油烟机辐射噪声的A声级增大;同时因为声源辐射声阻抗的改变而产生低频的声共振,影响声品质,共振频率取决于管长和油烟机腔体体积。排风管对油烟机噪声的影响研究对用户状态下油烟机的辐射噪声评价和降噪具有实际意义。     

微小音速喷嘴临界背压比测试装置

音速喷嘴工作时的背压比小于临界背压比是实现并保持临界流的关键。现行国际标准建议,对于喉部雷诺数Red小于2×10⁵的音速喷嘴,需保持0.25的临界背压比或进行临界背压比的实际测量。基于此,建立了一套微小音速喷嘴临界背压比测试装置,该装置能够实现喉径为0.3~3mm,流量范围为0.05~5m³/h音速喷嘴临界背压比的测量,测量结果的扩展不确定度为0.56%(k=2)。     

BaTiO3纳米线的长径比对聚间苯二甲酰间苯二胺复合材料介电性能的影响

用水热法合成了不同长径比的钛酸钡纳米线(BaTiO₃ nanowires (BTN)),用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)调节其表面化学能和静电力(标记为P-BTN)。将P-BTN加入聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)基体中制备出P-BTN含量(质量分数)为10%的介电复合材料P-BTN/PMIA。研究了合成温度对BTN长径比的影响、P-BTN对P-BTN/PMIA复合材料介电性能和电学性能的影响以及P-BTN/PMIA复合材料在不同温度下的介电性能和电学性能。结果表明：随着BTN合成温度的提高其长径比明显增大,从130℃时的7.2增大到250℃时的46;随着PMIA复合材料中P-BTN长径比的增大其介电常数从6.6增大到9.8,其介电损耗在整个频率范围内小于0.025并保持了良好的绝缘性能;在-20℃-200℃复合材料P-BTN-250-10介电常数和介电损耗保持稳定。高长径比的BTN更利于提高耐高温聚合物基复合材料的介电常数,进而提高其储能密度。     

基于OpenFlight模型的通用桥梁红外辐射特性模拟方法

对桥梁结构进行分析及简化,提出了基于OpenFlight模型的通用桥梁建模方法,将梁式桥、斜拉索桥、拱桥和悬索桥统一为一种通用的模型结构,并分别针对桥梁箱体结构、主缆、索塔、护栏等典型部件的热特性,综合考虑各种自然因素,建立桥梁红外辐射特性计算理论模型,并以图像的灰度信息模拟红外辐射特性,开发了通用的桥梁红外辐射特性计算及成像仿真软件系统,实现了任意时刻、任意地理位置、任意气象条件下不同类型桥梁的红外辐射特性模拟。实验结果表明提出方法与现有桥梁红外成像仿真结果具有一致性,符合典型桥梁的红外热辐射规律。     

红外光对魔芋葡甘聚糖的影响

以魔芋葡甘聚糖(KGM)为对象,红外辐照时间、辐照温度、KGM含水量及分子量为考察因子,单因素探讨了红外辐照对KGM品质的影响,同时运用静态激光光散射、扫描电镜、红外光谱及X射线衍射研究了红外辐照对KGM分子结构的影响。结果显示,KGM溶胶黏度下降率与分子量呈线性正相关,溶胶黏度随红外辐照温度升高和时间延长逐渐降低,辐照温度影响尤为显著;结构表征表明73℃的红外光照射能显著降低KGM分子量及结晶度,破坏其部分有序结构,主要为分子链氧化断链所致。