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固体火箭发动机喷焰流场及辐射特性实验
1
作者 李霞 刘建国 +2 位作者 王俊 段然 刘兴润 《现代防御技术》 2019年第1期15-19,共5页
火箭发动机喷焰流动和光电辐射效应对飞行器动力、热防护以及探测特性等有着重要影响,由于喷焰状态涉及高温高速流动、复燃化学反应等一系列复杂的物理和化学现象,通过实验研究喷焰流动特征和辐射效应是喷焰研究的重要手段。从实验研究... 火箭发动机喷焰流动和光电辐射效应对飞行器动力、热防护以及探测特性等有着重要影响,由于喷焰状态涉及高温高速流动、复燃化学反应等一系列复杂的物理和化学现象,通过实验研究喷焰流动特征和辐射效应是喷焰研究的重要手段。从实验研究角度出发,设计小型固体火箭发动机实验,获得系留状态的喷焰流动,进而通过光学测量手段,对喷焰流动和辐射状态进行测量,获得了喷焰波系结构、中长波光谱辐射、红外热像等综合信息,为认识喷焰流动和辐射效应提供了数据基础。 展开更多
关键词 固体发动机 实验测量 喷焰辐射 喷焰流场 红外热像 光谱辐射
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一种应用于卫星中红外遥感的辐射传输简化计算方案 被引量：3
2
作者 姚前 许华 +11 位作者 樊程 李莉 王思恒 郑杨 徐文斌 侯伟真 徐敬海 庄齐枫 周鹏 张灏 陈震霆 李正强 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期375-390,共16页
作为可见光-近红外和热红外的连接谱段,中红外(MIR)兼具短波辐射的反射特性和长波辐射的发射特性,对于温度探测、目标识别等应用场景有十分重要的意义。目前,MIR谱段辐射传输(RT)计算仍然面临背景参数输入多且不易获取的问题。基于此,... 作为可见光-近红外和热红外的连接谱段,中红外(MIR)兼具短波辐射的反射特性和长波辐射的发射特性,对于温度探测、目标识别等应用场景有十分重要的意义。目前,MIR谱段辐射传输(RT)计算仍然面临背景参数输入多且不易获取的问题。基于此,提出了一种应用于卫星MIR遥感的RT简化计算方案。使用MODTRAN模型(MM),对MIR白天RT过程中所涉及的背景地表和大气参数定量模拟分析,得到影响RT的关键参数,据此形成一套基于MM的参数简化方案(SS)。在MODIS 6个MIR通道的中心波长处,对SS和MM计算的总辐亮度做对比验证,RMSE均小于0.004399,具有较高精度。SS仅依赖于表面温度、表面发射率、大气廓线类型、水汽和云光学厚度,不需要输入气溶胶、CO_(2)和O_(3)数据。相比MM,SS将输入参数从8类降低到5类,计算的时间效率提升了9.02%。在有限的计算资源下,本文所提的SS能够为MIR图像快速处理、大场景遥感仿真等应用领域提供支撑。 展开更多
关键词 中红外(MIR)谱段 辐射传输(RT)计算 背景参数 简化方案(SS)
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目标表面发射率对红外辐射偏振特性的影响分析 被引量：11
3
作者 陈伟力 孙秋菊 +3 位作者 王淑华 李军伟 董雁冰 徐文斌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期737-742,共6页
偏振探测不仅可以获得目标的光谱、强度、偏振态以及空间几何形状等参数,还可以获得更丰富的目标信息,有利于改善对目标的探测和识别能力。红外辐射偏振成像是近年来发展起来的一种新的红外探测技术,主要通过目标与场景的红外辐射偏振... 偏振探测不仅可以获得目标的光谱、强度、偏振态以及空间几何形状等参数,还可以获得更丰富的目标信息,有利于改善对目标的探测和识别能力。红外辐射偏振成像是近年来发展起来的一种新的红外探测技术,主要通过目标与场景的红外辐射偏振特性差异进行目标探测与识别。但由于红外辐射偏振信息在传输过程中,其偏振态会受到传输介质的影响,而通常基于实验分析总结目标红外偏振特性的方法难以对偏振传输过程中的影响因素进行估计,也不能定量描述各相关参数对于红外偏振信息的影响。通过微面元理论的双向反射分布函数模型,建立了基于偏振双向反射分布函数的红外辐射偏振传输方程,推导分析了目标表面发射率对红外辐射偏振度的影响,结果表明:目标表面发射率对目标红外偏振度影响可以忽略;在理论分析基础上,有针对性的开展红外光谱偏振探测试验,试验数据分析与理论推导结论吻合。这表明:材料表面发射率的变化不影响目标表面的红外辐射偏振度。该研究成果有利于提高红外伪装探测的目标识别效率,可为进一步提高红外偏振成像系统的伪装目标探测提供新的途径和方法,如在伪装目标探测识别中,通过探测其表面的红外辐射偏振特性的改变实现伪装目标识别探测。 展开更多
关键词 红外偏振成像 红外辐射偏振传输 偏振度 发射率
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采用长波红外高光谱偏振技术的目标探测实验 被引量：5
4
作者 徐文斌 陈伟力 +2 位作者 李军伟 王广平 武敬力 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期86-92,共7页
偏振探测有利于改善对目标的探测和识别能力,是当前国内外研究的重要内容之一。介绍了长波红外高光谱偏振测量的原理,并通过搭建长波红外高光谱偏振测量系统,开展了对涂漆目标和镀铝目标在不同温度、不同观测角度下的高光谱偏振成像实验... 偏振探测有利于改善对目标的探测和识别能力,是当前国内外研究的重要内容之一。介绍了长波红外高光谱偏振测量的原理,并通过搭建长波红外高光谱偏振测量系统,开展了对涂漆目标和镀铝目标在不同温度、不同观测角度下的高光谱偏振成像实验,获取了有效的实验数据并进行处理分析。结果表明:温度和观测角度对目标的光谱偏振特性有较大影响,目标表面的红外光谱偏振特性随辐射温度差值及探测角度差值的增大而增大,并具有波段选择性。利用目标温度和观测角度的差异对目标光谱偏振特性的影响,可以进行有效的探测与识别,并为探测器的波段选择提供参考依据。 展开更多
关键词 红外 高光谱 偏振 温度 观测角度
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基于低温辐射计的长波红外绝对光谱响应率测量 被引量：2
5
作者 刘红博 史学舜 +3 位作者 徐文斌 刘长明 刘红元 王恒飞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期3680-3685,共6页
长波红外光谱(8~14μm)是介于中红外和太赫兹波之间的重要电磁辐射,对应着地球表面常温目标物体的光谱辐射波段和地球"第三大气窗口",相对于短波和中波光谱辐射,长波红外辐射受大气散射影响较小。因此,长波红外光电探测器在... 长波红外光谱(8~14μm)是介于中红外和太赫兹波之间的重要电磁辐射,对应着地球表面常温目标物体的光谱辐射波段和地球"第三大气窗口",相对于短波和中波光谱辐射,长波红外辐射受大气散射影响较小。因此,长波红外光电探测器在红外光谱成像、红外侦察、光谱探测等领域得到广泛使用。绝对光谱响应率作为表征探测器响应能力的主要参数之一,对其高精度标定的需求亟待解决。现在传统方法,即基于标准辐射源的定标方法已无法满足诸多高精度绝对光谱响应率的应用需求。目前,国内还没有建立基于激光光源和低温辐射计的长波红外绝对光谱响应率校准装置,主要原因是缺少光功率稳定、光束质量高的激光光源,以及性能稳定的长波红外传递标准探测器。针对此问题,开展了以激光为光源,以低温辐射计为光功率测量基准的长波红外绝对光谱响应率量值溯源技术研究。课题组选用可调谐CO2稳频激光器作为光源,以低温辐射计作为光功率测量基准;采用CdTe晶体电光调制器搭建了激光功率稳定控制系统;根据光束传输理论,搭建长波红外空间滤波器以优化光束质量;采用积分球与HgCdTe探测器组合,研制了性能稳定可靠的标准传递探测器,建立了长波红外探测器绝对光谱响应率高准确度校准装置,实现长波红外光谱范围(9.2~10.8μm)探测器绝对光谱响应率的高准确度校准测量。选择可调谐激光器输出的波长值9.62和10.60μm分别对积分球型HgCdTe探测器进行了测量。实验结果表明,(1)利用低温辐射计准确测量光功率,光功率测量不确定度优于0.30%~0.42%(k=2);(2)探测器绝对光谱响应率测量不确定度优于0.80%~1.02%(k=2),其他波长点可参考分析。该工作实现了基于激光光源的长波红外探测器绝对光谱响应率的高准确度校准。 展开更多
关键词 长波红外光谱 长波红外探测器 绝对光谱响应率 低温辐射计
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秸秆燃烧和沙尘对气溶胶光学特性的影响 被引量：7
6
作者 宫纯文 李建玉 +2 位作者 李学彬 刘庆 魏合理 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2768-2777,共10页
利用多年积累的我国几个典型地区的太阳辐射计观测数据,反演了秸秆燃烧和沙尘日及其前后晴朗日的气溶胶光学厚度(AOD)和表征粒子尺度的ngstrm指数(α),并运用观测结果和反演数据对已知气溶胶源予以验证。对比分析了多个典型地区源... 利用多年积累的我国几个典型地区的太阳辐射计观测数据,反演了秸秆燃烧和沙尘日及其前后晴朗日的气溶胶光学厚度(AOD)和表征粒子尺度的ngstrm指数(α),并运用观测结果和反演数据对已知气溶胶源予以验证。对比分析了多个典型地区源自秸秆燃烧和沙尘的气溶胶光学特性,结果显示,秸秆燃烧和扬尘时AOD都大幅增加,而α在秸秆燃烧时比通常晴朗日增大,取值大于1.3;在扬尘时比通常晴朗日明显减小,取值小于0.5。另外,不同地区不同气溶胶源的AOD与α的关系明显不同。分析结果表明,α可作为秸秆燃烧和沙尘天气的一个标志参数,为生物燃烧性有机碳黑气溶胶光学特性的检测方法提供依据,也可为分析我国西北城市地区受周边沙漠的影响程度提供有益参考。 展开更多
关键词 气溶胶 光学厚度 太阳辐射计 秸秆燃烧 沙尘 Angstrom参数
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激发跃迁速率对热力学非平衡氮气紫外辐射的影响 被引量：1
7
作者 吴杰 余西龙 +3 位作者 段然 朱希娟 李霞 马静 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期472-477,共6页
基于氮气的碰撞-辐射(CR)模型,计算了速度为6.2km/s、初始压力为133Pa的高超声速流动激波中N_2和N_2^+分子电子能级的分布情况,分析了不同激发跃迁速率模型对电子能级分布及辐射光谱模拟的影响。针对流动中热力学非平衡区域和平衡区域,... 基于氮气的碰撞-辐射(CR)模型,计算了速度为6.2km/s、初始压力为133Pa的高超声速流动激波中N_2和N_2^+分子电子能级的分布情况,分析了不同激发跃迁速率模型对电子能级分布及辐射光谱模拟的影响。针对流动中热力学非平衡区域和平衡区域,在300～440nm的辐射光谱开展了逐线法的数值模拟,并与激波管实验测量光谱进行了对比。结果表明,目前的激发跃迁速率均存在偏差,综合Park模型的爱因斯坦系数和Johnston模型的碰撞激发速率可以得到与实验结果最为接近的辐射光谱。 展开更多
关键词 氮气 热力学非平衡 碰撞-辐射(CR)模型 紫外辐射 激发速率
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飞行高度对固体火箭两相喷焰流动与辐射的影响 被引量：4
8
作者 包醒东 余西龙 +2 位作者 王振华 毛宏霞 肖志河 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期569-577,共9页
针对某模型固体火箭发动机,基于欧拉离散相模型描述气-固两相相互作用,采用详细化学反应机理计算喷焰复燃效应,基于逐线积分法加米散射理论求解气体及粒子辐射物性参数,通过视在光线法计算辐射传输,并利用测量数据验证了模型的适用性,... 针对某模型固体火箭发动机,基于欧拉离散相模型描述气-固两相相互作用,采用详细化学反应机理计算喷焰复燃效应,基于逐线积分法加米散射理论求解气体及粒子辐射物性参数,通过视在光线法计算辐射传输,并利用测量数据验证了模型的适用性,仿真分析了不同飞行高度对气固两相喷焰流动及辐射特性的影响。研究结果表明:随着飞行高度增加,喷焰中燃气与固体颗粒间相互作用减弱,且粒径越大的粒子与燃气间差异越大;两相喷焰受不同飞行高度上掺混与复燃效应程度差异的影响,致其温度分布和不同组分浓度分布存在显著差异;各高度下两相喷焰光谱辐射呈现气体选择性发射谱结构,其中高温Al2O3对辐射贡献主要集中在短波,且高度越高,影响越小;不同谱带间辐射特性受不同组分发射带影响而存在差异,且2.7μm和4.3μm两个主要发射带的辐射峰值出现在不同飞行高度。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 两相流 喷焰 飞行高度 流场特性 辐射特性
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固体火箭发动机喷焰复燃及其对红外辐射的影响 被引量：10
9
作者 李霞 刘建国 +1 位作者 王俊 刘兴润 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期63-71,共9页
火箭发动机喷焰涉及复杂的流动、复燃和辐射效应,并对喷焰辐射的光学探测跟踪有着重要的影响。以固体火箭发动机为研究对象,建立喷焰化学反应复燃数值模拟方法和视线光辐射传输数值计算方法,对不同飞行条件下的喷焰流动、辐射特性进行... 火箭发动机喷焰涉及复杂的流动、复燃和辐射效应,并对喷焰辐射的光学探测跟踪有着重要的影响。以固体火箭发动机为研究对象,建立喷焰化学反应复燃数值模拟方法和视线光辐射传输数值计算方法,对不同飞行条件下的喷焰流动、辐射特性进行计算分析,重点考察复燃效应对不同高度喷焰辐射特性的影响。研究结果表明:复燃效应引起喷焰温升可达到1 000 K,并使得喷焰谱带辐射强度有10倍以上的增强;对于不同谱带辐射强度会随高度先升后降,最大的高度在20~30 km,短波2.7μm波段有约17倍的辐射增强,中波4.3μm波段约有16倍增强,可见复燃引起辐射增强作用H_2O分子的贡献大于CO_2分子的贡献。研究结果可为进一步的理论研究和工程应用提供参考。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 复燃效应 红外辐射 数值模拟方法
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深紫外波段苯的差分光学吸收光谱DOAS定量方法研究 被引量：6
10
作者 叶凯迪 秦敏 +6 位作者 方武 段俊 唐科 孟凡昊 张鹤露 谢品华 徐文斌 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期3007-3013,共7页
取代基通过取代苯环上的H原子形成不同苯系物(苯、甲苯、二甲苯等),其共有结构苯环上的不固定π键电子受到激发,使得苯系物在紫外波段240~280 nm具有明显的特征吸收结构,鉴于此大气中的苯及相关的苯系物可以通过差分光学吸收光谱(DOAS)... 取代基通过取代苯环上的H原子形成不同苯系物(苯、甲苯、二甲苯等),其共有结构苯环上的不固定π键电子受到激发,使得苯系物在紫外波段240~280 nm具有明显的特征吸收结构,鉴于此大气中的苯及相关的苯系物可以通过差分光学吸收光谱(DOAS)方法来进行定量,但采用该波段测量需要考虑以下问题:首先是氧气(O_(2))的吸收干扰问题,苯(C_(6)H_(6))在该波段的吸收截面与O_(2)在243~287 nm Herzzberg带相互重叠,且O_(2)的特征光谱结构随O_(2)的浓度不同而变化,导致O_(2)的吸收光学密度与O_(2)的浓度不成线性关系。其次,苯系物结构上的相似性使其在紫外波段的特征吸收结构差别较小并且相互重叠,从而对C_(6)H_(6)的拟合产生干扰。此外,除了O_(2)和苯系物以外,还有臭氧(O_(3))、二氧化硫(SO_(2))等干扰。C_(6)H_(6)在195~208 nm的深紫外波段具有较大的吸收截面(2.417×10^(-17)cm^(2)·molecule-1),为240~260 nm处截面大小(2.6×10^(-18)cm^(2)·molecule^(-1))的9倍左右,针对C_(6)H_(6)在深紫外195~208 nm波段的吸收特征,开展便携式DOAS定量方法研究,采用该波段进行C_(6)H_(6)的光谱定量分析并应用到实际的外场观测。通过建立C_(6)H_(6)与干扰气体SO_(2),氨(NH_(3)),二硫化碳(CS_(2))和一氧化氮(NO)的差分吸收截面的二维相关性矩阵,获取C_(6)H_(6)光谱定量的最优反演波段。通过开展实验室条件下C_(6)H_(6),SO_(2)和NH_(3)不同浓度配比的混气实验对195~208 nm波段反演C_(6)H_(6)的效果进行评估。实验结果显示,采用195~208 nm波段进行光谱反演的探测限为17.6μg·m^(-3),光谱反演浓度与理论浓度的相对测量误差均小于5%且RSD(相对标准偏差)小于3%,同时与240~260 nm波段反演结果进行对比,相对误差小于5%。在外场实际情况下,利用便携式DOAS系统获取190~300 nm的大气测量光谱,通过DOAS方法解析并结合GPS信息,获得了某化工园区C_(6)H_(6)的污染浓度分布,实验结果表明采用195~208 nm深紫外波段同样能适用于对C_(6)H_(6)的光谱定量,与240~260 nm波段反演结果进行对比,二者的相关性达到了0.98且相对误差小于10%。 展开更多
关键词 差分光学吸收光谱 DOAS 苯 深紫外
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基于理论解析方法的高真空羽流流动及红外辐射研究 被引量：8
11
作者 包醒东 余西龙 +2 位作者 毛宏霞 王振华 董雁冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期123-130,共8页
高真空羽流指空间目标上火箭发动机在高真空环境工作时产生的燃气射流迅速膨胀扩散流动状态。这种急剧膨胀的羽流会对空间目标产生冲击、侵蚀,其产生的辐射特性已应用于空间目标的探测、识别。基于无碰撞的自由分子流理论模型对高真空... 高真空羽流指空间目标上火箭发动机在高真空环境工作时产生的燃气射流迅速膨胀扩散流动状态。这种急剧膨胀的羽流会对空间目标产生冲击、侵蚀,其产生的辐射特性已应用于空间目标的探测、识别。基于无碰撞的自由分子流理论模型对高真空羽流的流场进行了快速预测分析方法研究,获得了高真空羽流的膨胀、扩散分布特性,得到了符合认识的流动规律结果,在计算得到高真空羽流流动参数的基础上,采用佛奥特线型函数描述稀薄气体的展宽,结合逐线积分法+视在光线法计算得到高真空羽流的辐射特性。研究结果表明:高真空羽流的轮廓特性及扩散分布是由喷管出口的点源强度所决定的,点源强度越强,羽流扩散的越厉害,同时轴线上无量纲的密度、温度越高;喷管出口温度相同时,高真空羽流辐射强度随点源增加而增强;出口速度相同时,羽流辐射强度随点源增加而减小;在点源强度相同时,羽流辐射强度与推力正相关。 展开更多
关键词 高真空羽流 解析解 点源强度 流动特性 红外辐射
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来流导致的火箭发动机喷焰红外辐射强度不确定度量化分析 被引量：4
12
作者 肖智茹 牛青林 +1 位作者 王振华 董士奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期41-50,共10页
在火箭发动机喷焰红外辐射预测过程中,由于弹道参数的不确定性因素存在,会影响喷焰红外辐射信号计算结果的置信度。文中以Atlas-IIA低空喷焰为研究对象,以来流速度、来流温度、来流压力和飞行攻角为不确定性输入变量,采用拉丁超立方试... 在火箭发动机喷焰红外辐射预测过程中,由于弹道参数的不确定性因素存在,会影响喷焰红外辐射信号计算结果的置信度。文中以Atlas-IIA低空喷焰为研究对象,以来流速度、来流温度、来流压力和飞行攻角为不确定性输入变量,采用拉丁超立方试验设计样本,开展喷焰反应流场与红外辐射特性计算,获得各样本点对应的喷焰红外辐射响应值,利用非嵌入混沌多项式(No-intrusive Polynomial Chaos,NIPC)方法构建代理模型,采用响应面法求解NIPC多项式系数,基于统计参量研究各参量对红外辐射信号的不确定度和敏感性。结果表明来流特性引起的辐射强度不确定度与波段的选取有较高的关联度。来流速度对光谱辐射强度的灵敏程度最高,来流压力和攻角次之,来流温度的影响可忽略不计;来流速度对2.5~3.2、2.8~3.0μm谱带内的辐射强度敏感,主Sobol指数占比均在80%左右,来流压力对4.35~4.65μm波段辐射强度的影响占比为70%;各参数间的耦合作用对喷焰红外辐射的影响不高于4%。该研究可为火箭发动机尾喷焰红外辐射准确预估和置信度评估提供理论支撑。 展开更多
关键词 来流参数 尾喷焰 NIPC 红外辐射 不确定度
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稀薄环境下高空羽流流动与超窄谱红外辐射特性数值研究 被引量：4
13
作者 包醒东 余西龙 +3 位作者 吴杰 毛宏霞 王振华 肖志河 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期117-127,共11页
采用直接模拟蒙特卡洛方法描述有限个仿真分子的运动、碰撞以及传能效应,计算得到高空羽流非平衡流场特性,利用统计平均方法获取羽流场的宏观参数,并采用佛奥特线型函数描述稀薄气体的展宽,逐线积分得到气体超窄谱红外辐射特性参数,结... 采用直接模拟蒙特卡洛方法描述有限个仿真分子的运动、碰撞以及传能效应,计算得到高空羽流非平衡流场特性,利用统计平均方法获取羽流场的宏观参数,并采用佛奥特线型函数描述稀薄气体的展宽,逐线积分得到气体超窄谱红外辐射特性参数,结合反向蒙特卡洛方法计算高空羽流辐射传输方程,利用理论和实验数据验证流动与辐射计算模型的适用性,在此基础上,以某小推力发动机为对象,研究了其流动与超窄谱的红外辐射特性。研究结果表明:高空羽流场由于急剧膨胀,导致密度快速下降,进而产生明显非平衡效应;燃气组分受速度惯性影响,不同分子量的组分会有扩散分离效应;燃气组分谱线细而窄,以多普勒展宽为主,辐射峰值往中波平移,且4.7μm的CO及6.5μm的H2O发射带辐射能量占有更大份额;辐射亮度轴向分布集中在二倍喷管直径距离内,辐射亮度径向分布集中于分离波线以内的激波区内及内流区,其他区域成指数衰减。 展开更多
关键词 高空羽流 直接模拟蒙特卡洛方法 反向蒙特卡洛方法 红外辐射
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平行光管杂散辐射对红外辐射定标影响的分析 被引量：7
14
作者 杨智慧 郭聚光 +2 位作者 佟惠原 姜维维 王肖珩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期3199-3204,共6页
利用黑体与平行光管组合是红外辐射定标的重要手段之一。然而,由于平行光管自身存在热辐射,会在系统探测器上形成杂散辐射噪声,如果不进行处理,将产生定标误差,影响定标精度。建立了平行光管杂散辐射理论模型,定量分析不同工作温度、不... 利用黑体与平行光管组合是红外辐射定标的重要手段之一。然而,由于平行光管自身存在热辐射,会在系统探测器上形成杂散辐射噪声,如果不进行处理,将产生定标误差,影响定标精度。建立了平行光管杂散辐射理论模型,定量分析不同工作温度、不同表面发射率下镜面的杂散辐射,确定杂散辐射对红外辐射定标的影响。同时提出杂散辐射修正措施,消除平行光管杂散辐射对红外辐射定标的影响,提高红外辐射定标的精度。 展开更多
关键词 杂散辐射 红外辐射定标 定量分析
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舰船排气羽流红外辐射特性计算研究 被引量：6
15
作者 林娟 包醒东 +1 位作者 吴杰 董雁冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期79-84,共6页
舰船动力系统的高温排气羽流是舰船红外辐射的重要来源之一,通过建立基于CFD数值方法的排气羽流流场分布模型和基于窄带模型C-G近似方法的高温排气红外辐射模型,重点研究了合成风速对排气羽流流场和红外辐射的影响。仿真结果表明:合成... 舰船动力系统的高温排气羽流是舰船红外辐射的重要来源之一,通过建立基于CFD数值方法的排气羽流流场分布模型和基于窄带模型C-G近似方法的高温排气红外辐射模型,重点研究了合成风速对排气羽流流场和红外辐射的影响。仿真结果表明:合成风速的大小对排气羽流的形状及辐射分布区域影响显著,合成风速增加一倍的情况下,排气羽流在中波红外谱段平均辐射强度降低了48.1%。也对计算模型可能产生偏差的物理因素进行了初步分析,如不完全燃烧产生的碳粒子对羽流红外辐射传输有显著影响。 展开更多
关键词 舰船 排气羽流 红外辐射
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高超声速流场中CO_2的红外辐射研究 被引量：3
16
作者 吴杰 廖光 +2 位作者 毛宏霞 朱希娟 董雁冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期1113-1116,共4页
文中针对高超声速绕流场中驻点线上的CO2气体展开了辐射光谱的相关研究,分析了CO2对整个高超声速目标的红外辐射产生的影响。研究了以球体作为飞行本体,通过计算流体力学的方法,描述高超声速流场中驻点线的物理状态以及CO2的含量变化。... 文中针对高超声速绕流场中驻点线上的CO2气体展开了辐射光谱的相关研究,分析了CO2对整个高超声速目标的红外辐射产生的影响。研究了以球体作为飞行本体,通过计算流体力学的方法,描述高超声速流场中驻点线的物理状态以及CO2的含量变化。以此为基础,通过逐线法计算了不同飞行条件下绕流场中驻点线上CO2的辐射光谱。估算了发生烧蚀现象时,CO2的辐射光谱。通过理论计算,发现在典型的高超声速飞行状态下,无烧蚀的纯空气高超声速流场中驻点线上CO2的红外辐射远小于飞行器本体的红外辐射。而在有烧蚀的情况下,激波层中的CO2的红外辐射将不可忽略。 展开更多
关键词 高超声速 CO2 红外辐射光谱
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毫米波/激光/红外共口径复合光学系统设计 被引量：3
17
作者 钱坤 刘家国 +2 位作者 李婷 李军伟 田文明 《现代防御技术》 2019年第2期61-65,79,共6页
提出一种共口径毫米波/半主动激光/红外三模复合光学系统设计,采用抛物面天线-卡塞格伦光学系统的复合结构,3种探测模式共用主反射镜,在次镜实现红外能量与激光、毫米波能量分离;为减少激光探测器对毫米波传输的遮挡,采用特殊光学设计,... 提出一种共口径毫米波/半主动激光/红外三模复合光学系统设计,采用抛物面天线-卡塞格伦光学系统的复合结构,3种探测模式共用主反射镜,在次镜实现红外能量与激光、毫米波能量分离;为减少激光探测器对毫米波传输的遮挡,采用特殊光学设计,使用直角反射光波导将激光点光斑分成4份分别导入位于光轴中心边缘相距90°的4个分离的单元象限器件上;毫米波馈源位于光波导前方,通过微波波导与电子舱中的毫米波收发器件连接。这种光学结构方式口径利用率高,结构紧凑,能有效实现3种探测制导方式的复合。 展开更多
关键词 共口径 毫米波 半主动激光 红外 三模复合 抛物面天线-卡塞格伦光学系统 折反式
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三种典型流动状态下的喷流红外辐射特性 被引量：1
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作者 朱希娟 李霞 +1 位作者 王俊 刘兴润 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期850-856,共7页
计算了欠膨胀状态、设计状态和过膨胀状态三种典型流动状态下的轴对称收扩喷管在3～5μm波段的喷流红外辐射传输特性，并对三种状态的计算结果进行了分析比较。流场采用有限体积法和重整化群（RNG）k—s湍流模型求解N—s方程得到，喷流... 计算了欠膨胀状态、设计状态和过膨胀状态三种典型流动状态下的轴对称收扩喷管在3～5μm波段的喷流红外辐射传输特性，并对三种状态的计算结果进行了分析比较。流场采用有限体积法和重整化群（RNG）k—s湍流模型求解N—s方程得到，喷流的红外辐射强度采用有限体积法结合窄带模型求解吸收发射性介质辐射传输方程得到。计算结果显示：欠膨胀状态的喷流红外辐射强度最大，设计状态与过膨胀状态的喷流红外辐射依次降低，随天顶角的增大差距增大，这与喷流的流动特点有关，说明喷流流动特点的改变影响红外辐射的大小，通过控制喷流的流动可以控制喷流红外辐射强度。 展开更多
关键词 典型流动状态 喷流 红外辐射 窄带模型 有限体积法
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热力学非平衡分子辐射中的重粒子影响 被引量：1
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作者 吴杰 董雁冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期2981-2985,共5页
在高超声速再入流场中,气体处于热力学非平衡状态。在这一状态下,气体的辐射根据分子电子态的激发情况展现出与平衡态不同的光谱。分子的电子态激发主要通过碰撞完成。电子的质量远小于分子,当分子在与电子碰撞时,能量传递的效率将高于... 在高超声速再入流场中,气体处于热力学非平衡状态。在这一状态下,气体的辐射根据分子电子态的激发情况展现出与平衡态不同的光谱。分子的电子态激发主要通过碰撞完成。电子的质量远小于分子,当分子在与电子碰撞时,能量传递的效率将高于与重粒子的碰撞。在这种情况下,重粒子对分子的电子态激发的影响往往被忽略。文中计算了氮气分子与不同粒子碰撞的电子态激发速率,并计算了在热力学非平衡情况下分子电子态的分布。通过分析氮气分子与不同粒子碰撞的电子态激发速率随温度的变换特性,比较了与不同粒子碰撞的分子电子态激发效果。最终分析了在典型的流场环境下,重粒子对分子电子态分布的影响,以及对最终氮气第一正组的辐射光谱的影响。 展开更多
关键词 热力学非平衡 分子辐射光谱 重粒子碰撞
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海面监视红外热像仪光学系统分析设计
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作者 钱坤 刘家国 李军伟 《现代防御技术》 2018年第1期125-129,共5页
针对海面监视的需要,设计一型制冷型红外热像仪的光学系统,其探测能力要求为对500 t(大于10 m×10 m)以上海面舰船探测距离不小于23 km。首先确定红外探测器;然后通过探测距离分析计算确定其焦距值、变倍比、通光口径等参数;根据上... 针对海面监视的需要,设计一型制冷型红外热像仪的光学系统,其探测能力要求为对500 t(大于10 m×10 m)以上海面舰船探测距离不小于23 km。首先确定红外探测器;然后通过探测距离分析计算确定其焦距值、变倍比、通光口径等参数;根据上述参数运用Zemax光学设计软件进行光学系统详细设计,并对其成像质量和像差进行分析。通过外场实验验证了其探测能力,证明了其设计的合理性。 展开更多
关键词 海面监视 红外热像仪 海面舰船 探测能力 光学系统 光学设计
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