宽高比对矩形喷管外尾焰红外辐射的影响

建立了三种不同宽高比矩形喷管的物理模型,采用Fluent6.3软件对三种矩形尾喷管外的三维流场进行了数值模拟,得到尾焰流场的温度、压强和密度等数据,并根据矩形尾喷管外尾焰的特点确立三种矩形尾喷管外尾焰的红外辐射核心计算区域.利用基于洛伦兹线型的统计窄带模型,求出尾焰在窄带l的平均吸收系数;然后采用有限体积法(FVM)求解气体介质中辐射传输方程,最后得到了尾焰的红外辐射的光谱特性与三种矩形喷管尾焰在3～5 μm波段的总强度分布.结果表明:尾焰辐射在2.7 μm和4.3 μm处出现两个辐射峰,并且随着矩形喷管宽高比的增加,尾焰的红外辐射强度大大降低.     

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.     

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。     

基于涂层性能退化的卫星红外辐射灵敏度分析

由于卫星表面热控涂层在空间恶劣环境下发生性能退化,导致实际参数与设计参数发生偏差,而重复计算卫星温度场和红外辐射耗时非常大.本文首先根据地面模拟实验数据建立了热控涂层性能退化模型,然后在卫星温度场和表面红外辐射计算模型的基础上,推导了卫星表面节点温度灵敏度和红外辐射灵敏度的计算公式.结合具体的卫星模型和轨道参数,求解了卫星表面节点温度灵敏度和红外辐射灵敏度.结果表明,热控涂层性能退化造成的卫星红外辐射特性变化,可直接利用卫星红外辐射灵敏度来分析,避免了卫星温度场和空间红外辐射的重复计算.     

遥控器用红外LED辐射强度和遥控距离的测量

本文研究了遥控器用红外ＬＥＤ辐射强度和遥控距离的测量，研制了光电探测器，建立了测试仪，分析了仪器的定标．仪器测试辐射强度的精度为７．９４％。测量的遥控距离与实际用遥控器启动接收器的结果是一致的．     

绕大攻角翼型加速流动的数值模拟

采用有限体积法对绕30º大攻角NACA0015翼型的粘性不可压缩加速流动进行了二维数值模拟,计算了水道中以50mm/s²和100mm/s²两个加速度下绕翼型的非定常流动,最终稳定流速都为100mm/s,对应雷诺数为8000。通过计算给出了从静止到稳定流速的加速过程和完成加速后的详细瞬态流动结构和演化过程,并分析了加速度对流动结构的影响。计算结果表明启动过程绕大攻角翼型的加速流动结构复杂,该瞬态过程的流动分离现象也明显区别于稳态过程自生和自维持的分离流动,并且启动加速度大小对流动的分离、漩涡结构和强度等都有直接影响。     

气泡群振荡及噪声数值模拟研究

针对水中气泡群振荡及辐射噪声问题,基于均质混合流模型,考虑气泡动力学作用,建立数学模型;并采用拉格朗日有限体积法,对气泡群振荡过程及辐射噪声进行数值模拟。重点研究了初始气泡半径、含气率及气泡群尺度等对振荡辐射噪声的影响。结果表明,随着初始含气率、气泡群尺度增大,气泡辐射噪声频率逐渐减小、声压幅值逐渐增大即声强增大;初始气泡半径对辐射噪声频率影响较小,但声压幅值随其增大而减小。     

尾巷对采空区流场影响的数值模拟研究

为分析尾巷对采空区流场分布的影响,本文分别建立了无尾巷、有尾巷条件下的采空区物理模型,利用Fluent软件对两种情况下的采空区漏风、瓦斯分布规律进行了数值模拟。结果表明:尾巷的使用增大了工作面沿程向采空区的漏风范围,使得更多的风流涌入采空区;与无尾巷时的结果相比,尾巷可明显降低采空区及工作面上隅角瓦斯浓度,可使上隅角瓦斯由1.95%降低到0.49%,有效解决了上隅角瓦斯超限问题。     

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。     

透射式烧蚀激光推力器羽流场分析研究

本文采用蒙特卡洛方法,针对透射式烧蚀激光推力器真空羽流流场进行分析研究。基于烧蚀工作原理,构建了透射式激光推力器喷射理论模型,对其真空羽流流场进行了数值模拟,获得了羽流场变化过程及流场分布情况。将模拟结果与实验结果进行了比较,结果表明模拟结果与实验结果符合性良好。本文为搭载激光推力器卫星羽流场以及敏感表明污染分析提供理论基础。     

在轨卫星红外辐射周期性特征建模与计算

卫星红外特征的研究对于卫星红外探测与识别以及卫星红外隐身设计都具有重要意义。论文首先计算了卫星的轨道辐射热流,接着计算了卫星各个表面的温度随轨道运行周期的变化,在此基础上计算了卫星各表面的自身辐射的红外辐射以及反射环境的红外辐射,由此建立了计算卫星红外周期性特征的数理模型,并以某轨道上六面体卫星为例,数值计算了卫星六个不同表面在中红外和远红外两个大气窗口的周期性红外辐射特征,相关结果可为卫星红外探测识别以及红外隐身设计提供参考数据。     

地球大气系统红外辐射的仿真

对地球大气系统作为背景红外辐射源的辐射特性及其理论模型进行了全面研究，并考虑了地域纬度，季节，气候，红外临边昏暗效应，极光和大气辉光等因素的影响，在此基础上，建立和编制了相应的数字仿真模型与软件。     

飞行弹丸红外辐射特性模拟测试研究

为了消除光电探测靶对背景光源的依赖,研究了大气传输对飞行弹丸红外辐射特性的影响,设计飞行弹丸模拟试验平台,通过此平台对飞行弹丸红外辐射特性进行了模拟测试实验。实验测试表明,该试验平台操作方便、可靠性高、成本低,可以实现对不同口径(5mm～30mm)弹丸的模拟测试。     

轮胎振动声辐射数值分析

以225/50R17光面和纵向刻槽子午线轮胎为例,利用有限元软件ANSYS和边界元软件SYSNOISE对在面荷载激励下的轮胎振动与声辐射做了数值计算和分析。在有限元模型中,分别计算了轮胎在受径向接触面力、切向接触面力和侧向接触面力时的位移频率响应。将有限元计算的节点位移响应结果传递到边界元模型中,作为边界元模型的速度边界条件,利用边界元技术分别计算了三种工况下轮胎的辐射声功率、辐射效率和远场指向性。     

红外高光谱大气探测仪星载固定点黑体辐射源的研制

介绍了中国计量科学研究院为风云三号05星红外高光谱大气探测仪研制的微型镓固定点星载黑体辐射源。设计了黑体辐射源空腔,其有效发射率优于0.997。针对星载固定点黑体辐射源的结构设计和性能测试展开了研究:星载固定点黑体辐射源17 ℃的温度均匀性仿真结果优于0.01℃;黑体辐射源在真空下均匀性优于0.02 ℃,稳定性优于0.002 ℃(90 min内);在通过满足航天应用的力学冲击等实验后,镓固定点的复现性优于0.03 ℃;微型固定点相变温坪复现实验加热功率与拐点值之间存在较好的线性关系。     

EAST窗口插件式低温泵热辐射特性的数值模拟研究

EAST窗口插件式低温泵是用于偏滤器粒子排出的重要部件,辐射热负荷对其抽气性能具有显著影响。本文首先设计了基于不同挡板形式的低温泵主要结构,并用仿真软件COMSOL分析低温板所受的辐射热。结果表明采用百叶窗挡板时低温板的辐射热负荷是人字型挡板的三倍左右,对照分析得到较为合理的挡板结构;对低温泵的表面处理方法进行探究,发现冷屏内壁抛光和发黑对低温板所受辐射热负荷的影响基本相当,但相比发黑,抛光可降低冷屏所受的辐射热量。在对低温板辐射热负荷的影响不大的前提下,对辐射挡板部分表面抛光可使其所受辐射热量比全部表面发黑处理减小40%左右。最后分析了挡板阵列和低温板阵列辐射热负荷的分布情况,为其冷却结构设计提供指导。研究为EAST窗口插件式低温泵的研发提供数据参考和设计依据。