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基于特征模与物理光学混合方法的海面环境下动态群目标电磁散射快速计算
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作者 王照源 谷继红 +3 位作者 丛洲 何姿 管灵 丁大志 《电波科学学报》 北大核心 2025年第1期37-45,62,共10页
群目标广泛存在于电磁工程中,对其开发高效、准确的仿真方法具有重要意义。针对动态群目标在各个时刻下单元排布可能不同的特点,首先提出了按照单元分组的快速多极子算法,使用特征模方法降低群目标未知量,采用预存储的策略来实现动态群... 群目标广泛存在于电磁工程中,对其开发高效、准确的仿真方法具有重要意义。针对动态群目标在各个时刻下单元排布可能不同的特点,首先提出了按照单元分组的快速多极子算法,使用特征模方法降低群目标未知量,采用预存储的策略来实现动态群目标的高效、准确分析,该方法称为动态群目标的特征模快速分析方法;然后,考虑海面背景对群目标电磁散射的影响,将以上提出的动态群目标的特征模快速分析方法与高频的物理光学法进行结合,提出了一种高低频混合方法。数值算例表明,本文提出的高低频混合方法能够在保证较高计算精度的同时实现动态群目标和海面背景整体的高效电磁特性分析,同时还实现了计算效率和精度之间的合理平衡。 展开更多
关键词 动态群目标 海面背景 高低频混合方法 特征模理论(TCM) 快速多极子算法(FMA) 物理光学(PO)法
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不确定参数目标电磁散射特性计算及评估 被引量:1
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作者 赵敏 栾宇哲 +3 位作者 朱羽晞 何姿 郭单 丁大志 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期941-957,共17页
针对非合作目标信息不完备,以及由于制作工艺、环境因素、人为因素等原因导致的目标几何外形、材料属性等不确定性现状,首先,介绍了基于泰勒级数展开的不确定性目标电磁散射特性分析方法。运用非均匀有理B样条(nonuniform rational B-sp... 针对非合作目标信息不完备,以及由于制作工艺、环境因素、人为因素等原因导致的目标几何外形、材料属性等不确定性现状,首先,介绍了基于泰勒级数展开的不确定性目标电磁散射特性分析方法。运用非均匀有理B样条(nonuniform rational B-spline surface,NURBS)建模方法,实现任意形状目标的外形构建;运用目标外形参数、介质参数提取技术,建立目标几何外形、介电参数与矩量法电磁积分方程的函数关系,由此计算出由外形、介质变化产生的电流变化量,进而分析几何外形、介质引入随机变量时,金属/介质/混合目标的电磁散射特性。其次,提出了一种基于渐近波形估计(asymptotic waveform evaluation,AWE)技术的高维不确定性目标电磁散射特性分析方法。通过伪谱法求解各阶导数,相较于公式求导能够节省大量推导和计算时间;运用Padé近似计算目标改变之后的最终电流,相较于基于泰勒级数展开的求解方法,能够准确计算更大的随机扰动量,相较于蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)方法,提高了计算效率,且仿真与实测结果吻合一致。最后,利用反向传播(back propagation,BP)神经网络实现对不确定性目标散射特性的置信度和不确定度的智能化计算,证明了本文方法不仅能够准确有效地分析非合作目标的高维不确定性问题,而且大幅提高了计算效率。 展开更多
关键词 电磁散射 不确定参数 泰勒级数 渐近波形估计(AWE) 反向传播(BP)神经网络
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稀薄环境下发动机高空羽流流动与辐射特征
3
作者 包醒东 郑学合 +3 位作者 田源 王振华 王思慧 肖志河 《红外与激光工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期31-42,共12页
高空羽流指发动机在稀薄环境工作时产生的燃气射流迅速膨胀扩散流动状态。急剧膨胀的羽流产生的红外信号被广泛应用于空间目标的探测、跟踪和识别。建立了直接模拟蒙特卡洛方法结合带滑移修正的计算流体力学方法,研究了从喷管内部到出... 高空羽流指发动机在稀薄环境工作时产生的燃气射流迅速膨胀扩散流动状态。急剧膨胀的羽流产生的红外信号被广泛应用于空间目标的探测、跟踪和识别。建立了直接模拟蒙特卡洛方法结合带滑移修正的计算流体力学方法,研究了从喷管内部到出口以至近场、远场的高空羽流场,在此基础上,采用佛奥特线型描述稀薄气体展宽,结合逐线积分法和视在光线法计算得到了超窄谱的高空羽流红外辐射特性,利用理论模型和实验数据,综合校验了高空羽流流动与辐射模型的有效性。研究结果表明:高空羽流辐射能量主要集中于喷口附近以及激波层内,沿着射流轴线方向及越过分离波线后,亮度呈指数下降,整体上高空羽流流场与亮度场具有相似性,羽流场分布类似羽毛状,光谱的发射和吸收集中在谱线中心区,表现为谱线较分立,亮度场呈现月牙状;发动机射流总压增大会显著扩大分离波线和羽流辐射亮度,而发动机射流总温增大对其分离波线不产生影响,但会极大提升其羽流辐射亮度;自由来流密度或速度增大,会显著压缩羽流膨胀边界,但对辐射强度影响较小;利用推力及其自由来流速度、密度无量纲化表征后,其分离流线具有非常好的一致性,发动机射流总压、总温对高空羽流辐射影响显著,而自由来流变化对其影响较小。 展开更多
关键词 高空羽流 飞行状态 流动特征 辐射特征
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攻角对临近空间飞行器侧喷射流红外辐射特性影响数值模拟 被引量:1
4
作者 吕蓉 牛青林 王晓冰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期83-93,共11页
临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采... 临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采用视在光线法求解辐射传输方程,分析攻角对侧喷流的复燃及目标在不同谱带和不同观测角度下红外辐射特性的影响。结果表明:随着攻角由负转正射流复燃程度降低,α=10°较α=-10°偏低176%;侧喷流在2.7μm和4.3μm两个特征峰值波段辐射显著,其他波段内目标辐射主要来源于本体;目标辐射强度在俯视观测角度下随攻角由负转正而减小,在侧视观测角度下攻角出现引起辐射强度降低,α=±10°较α=0°偏低6.8%。该研究可为临近空间飞行器侧喷射流相关的目标特性识别提供理论参考。 展开更多
关键词 临近空间飞行器 侧喷射流 喷流干扰效应 红外辐射 攻角
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复燃反应速率对尾焰红外辐射不确定度量化分析
5
作者 马杰 王晓冰 +1 位作者 牛青林 董士奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期92-106,共15页
高保真复燃化学反应模型是准确预估火箭发动机尾焰红外辐射特性的关键,其中复燃化学反应模型参数的偏差,会影响尾焰红外辐射特性模拟结果的可信度。因此,对复燃化学反应模型参数展开了不确定度量化分析,定量评估了化学反应速率的不确定... 高保真复燃化学反应模型是准确预估火箭发动机尾焰红外辐射特性的关键,其中复燃化学反应模型参数的偏差,会影响尾焰红外辐射特性模拟结果的可信度。因此,对复燃化学反应模型参数展开了不确定度量化分析,定量评估了化学反应速率的不确定性对流场参数及红外辐射特性数值模拟的影响。以复燃化学反应速率为不确定性变量,尾焰反应流场和红外辐射为系统响应值,基于非嵌入多项式混沌方法,采用随机响应面法求解多项式系数,结合Sobol指数算法量化由化学反应模型参数不确定性引起的红外辐射信号的不确定度。结果表明,化学反应速率对流场温度的影响较小,均体现在复燃高温区域,不确定度约为7.63%;燃气组分H2O的摩尔分数的不确定度相较CO_(2)高出8.2%,且对低含量区域的不确定度较大;红外辐射强度的不确定度在(2.7±0.3)μm波段较高,约为20.4%,较(4.3±0.3)μm波段高出7.8%;化学反应速率对红外辐射强度的灵敏程度均表现为三个链式反应为主要贡献。基于反应速率试验数据重构关键链式反应的化学反应动力学速率模型,该研究可为准确预测火箭发动机尾焰的红外辐射特性提供支撑。 展开更多
关键词 红外辐射 尾焰 复燃效应 化学反应 不确定度
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助推段火箭发动机尾喷焰红外光谱辐射特征精确建模
6
作者 王彪 白璐 +2 位作者 李金录 郭兴 吴家骥 《空天防御》 2024年第3期46-53,共8页
本文提出了一种改进的统计窄谱带(I-SNB)模型用于火箭发动机尾喷焰红外辐射特征的计算。该模型以非均匀模式将窄带内的谱线离散,使离散后的谱线在温度和浓度同时变化的情况下有相似的行为,以适应高度不均匀的喷焰流场。I-SNB模型的建模... 本文提出了一种改进的统计窄谱带(I-SNB)模型用于火箭发动机尾喷焰红外辐射特征的计算。该模型以非均匀模式将窄带内的谱线离散,使离散后的谱线在温度和浓度同时变化的情况下有相似的行为,以适应高度不均匀的喷焰流场。I-SNB模型的建模精度已采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)参考测量数据和逐线积分(LBL)基准解进行评估,结果表明,其建模精度显著优于传统的统计窄谱带(SNB)模型。在此基础上,以美国Atlas5运载火箭为基准构型,结合助推段火箭飞行弹道参数,对助推段发动机尾喷焰光谱辐射特征进行研究,其计算波段范围为2.0~5.0μm、8.0~12.0μm;计算光谱辐射特征包括光谱辐射强度、特征波段辐射图像和积分辐射强度。研究结果对天基红外探测系统助推阶段拦截提供理论支撑。 展开更多
关键词 火箭发动机 红外光谱辐射 尾喷焰 火箭助推 窄谱带模型
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光谱维度湍流脉动火焰红外辐射特性研究
7
作者 李金录 白璐 +2 位作者 王彪 郭兴 吴家骥 《制导与引信》 2024年第4期54-60,共7页
为了研究湍流脉动对高温火焰红外光谱辐射特性的影响,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法计算了Sandia D部分预混(甲烷/空气)射流火焰瞬态流场标量场,并进行了相关实验验证;在此基础上,分别采用时均标量-光谱辐射法和瞬态标量... 为了研究湍流脉动对高温火焰红外光谱辐射特性的影响,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法计算了Sandia D部分预混(甲烷/空气)射流火焰瞬态流场标量场,并进行了相关实验验证;在此基础上,分别采用时均标量-光谱辐射法和瞬态标量-时均光谱辐射法计算了火焰的红外光谱辐射特性。结果表明:在光谱维度上,相较于考虑湍流-辐射交互作用(turbulent-radiation interaction,TRI)的瞬态标量-时均光谱辐射,时均标量-光谱辐射水平存在被低估现象,并且随着火焰湍流标量场波动的增大,低估程度加剧;火焰光谱的动态变化与湍流火焰流场存在强关联性,可用于诊断火焰流场的动态发展过程。 展开更多
关键词 湍流脉动 红外光谱辐射 湍流-辐射交互作用
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侧喷发动机配置对目标红外辐射特性影响数值研究
8
作者 吕蓉 牛青林 +1 位作者 孟夏莹 王晓冰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期94-103,共10页
高超声速飞行器姿控发动机侧喷射流作为目标红外“机会”辐射源在拦截弹攻防对抗领域被重点关注。文中以典型锥柱裙外形弹体为研究对象,考虑真实可压缩气体和化学非平衡效应,结合辐射平衡壁面条件预测弹体在典型飞行工况(H=20 km,Ma=5和... 高超声速飞行器姿控发动机侧喷射流作为目标红外“机会”辐射源在拦截弹攻防对抗领域被重点关注。文中以典型锥柱裙外形弹体为研究对象,考虑真实可压缩气体和化学非平衡效应,结合辐射平衡壁面条件预测弹体在典型飞行工况(H=20 km,Ma=5和H=50 km,Ma=10)下不同喷口配置下的侧喷流场,结合窄谱带方法处理高温气体辐射物性参数,采用视在光线法求解辐射传输方程,数值分析了侧喷发动机喷射角、喷口位置和压比配置对拦截弹侧喷射流红外辐射特性的影响。结果表明:高超声速飞行器红外辐射强度随喷射角由负转正而增大,辐射峰值增长率约为2 W/(sr·μm·°);光谱辐射强度随喷口位置后移,H=20 km下先急剧升高后缓慢降低,H=50 km下存在陡降点;红外辐射强度随射流压比的增大而增大,辐射峰值增长率约为14 W/(sr·μm)。 展开更多
关键词 转向和姿态控制系统 红外辐射 侧喷射流 喷流干扰效应 喷口参数
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基于均匀分布偶极子的天线辐射场建模方法
9
作者 李永晨 林嘉轩 +1 位作者 廖意 王晓冰 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期484-491,共8页
针对雷达观测目标近场电磁散射的天线相关问题,发展了基于偶极子模型的天线辐射场建模方法。偶极子模型包括电偶极子与磁偶极子,其位置均匀分布于天线辐射口面,通过偶极子辐射场坐标变换和天线辐射场球面波展开(spherical wave expansio... 针对雷达观测目标近场电磁散射的天线相关问题,发展了基于偶极子模型的天线辐射场建模方法。偶极子模型包括电偶极子与磁偶极子,其位置均匀分布于天线辐射口面,通过偶极子辐射场坐标变换和天线辐射场球面波展开(spherical wave expansion,SWE),建立了偶极子参数与天线辐射场SWE系数之间的线性矩阵方程,并采用奇异值分解(singular value decomposition, SVD)方法实现了偶极子参数的最小二乘估计。对喇叭天线、波导缝隙天线和微带贴片阵天线进行偶极子建模实验,建立了这三种天线辐射场建模误差小于1%的等效偶极子模型,通过对等效偶极子模型预测任意观测距离天线辐射场精度的评估,验证了基于均匀分布偶极子建模天线辐射场的有效性。 展开更多
关键词 天线辐射场 建模 偶极子 球面波展开 奇异值分解(SVD)
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基于多区多求解器的金属-介质复合目标电磁散射特性分析
10
作者 刘露 邓世豪 +2 位作者 米晓林 江明 杨毅 《制导与引信》 2024年第3期46-53,共8页
在导弹类金属-介质复合目标电磁散射特性求解过程中,采用常规迭代求解方法存在难以收敛以及内迭代边界积分区域重复求解的问题。针对该问题,在传统有限元边界积分区域分解法(finite element boundary integral domain decomposition met... 在导弹类金属-介质复合目标电磁散射特性求解过程中,采用常规迭代求解方法存在难以收敛以及内迭代边界积分区域重复求解的问题。针对该问题,在传统有限元边界积分区域分解法(finite element boundary integral domain decomposition method,FE-BI-DDM)的基础上,采用了更为灵活的多区多求解器的方法(multi domain multi solver method,MDMSM)。该方法对导弹类金属-介质复合目标中难以收敛的金属区域,使用快速直接求逆的方法求解,由于可以使用独立的网格模型进行电磁建模,避免了内迭代部分的模型重复建立过程,从而大幅减少了整体模型求解时间。实验结果表明:所提方法可以在相同计算精度的条件下,以不过多增加内存空间为前提,大幅缩短了导弹类目标的金属-介质复合模型的电磁求解时间。该方法为开展导弹类目标特性分析提供了一条可行的技术途径。 展开更多
关键词 有限元边界积分区域分解法 多区多求解器方法 金属-介质复合目标 迭代求解 快速直接求解
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火箭发动机推力与红外辐射关联特性数值分析
11
作者 高文强 孟夏莹 +2 位作者 苏慕萍 董士奎 牛青林 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期10-19,61,共11页
为实现火箭发动机目标分类与识别,提取发动机推力大小与尾喷焰红外辐射强度间关联关系成为必要环节。本研究以高氮高能GAP/Cl20/Al(GCA)和高氮无烟GAP/ADN/DAAOF(GAD)两种新型推进剂为研究对象,从影响发动机推力的主要型谱参数入手,基... 为实现火箭发动机目标分类与识别,提取发动机推力大小与尾喷焰红外辐射强度间关联关系成为必要环节。本研究以高氮高能GAP/Cl20/Al(GCA)和高氮无烟GAP/ADN/DAAOF(GAD)两种新型推进剂为研究对象,从影响发动机推力的主要型谱参数入手,基于尾喷焰内流、反应流场和红外辐射的全链路计算方法,设计燃烧室压力、喷管膨胀比和推进剂配方谱系,数值分析了发动机推力与欠膨胀尾喷焰在2.7、4.3μm波段的辐射强度的关联性。结果表明:在燃烧室压力和喷管膨胀比变化下,发动机推力与尾喷焰辐射强度均呈对数线性关系;在同推力下,GAD较GCA推进剂的尾喷焰辐射强度偏低3~5倍;燃烧室压力和喷管膨胀比作为推力主导因素下,两种推进剂在不同来流动压下的发动机推力与红外辐射强度近似遵循统一的对数分布关系;推进剂配比变化引起的发动机推力变化较弱,在不同来流动压下两种高氮推进剂对应的尾喷焰辐射强度沿发动机推力呈现出明显的“聚集”现象,且在4.3μm波段内的辐射强度随来流动压差异呈现出分层现象。 展开更多
关键词 固体火箭发动机 尾喷焰 推力 红外辐射 关联关系
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涡扇发动机尾喷流脉动红外辐射特性建模及试验验证
12
作者 刘健 程梅苏 陈兆炜 《制导与引信》 2024年第4期47-53,60,共8页
涡扇发动机尾喷流湍流脉动和红外辐射交互效应可以提升尾喷流脉动红外辐射强度,这对提升飞机红外探测效能具有重要意义。基于纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法数值模拟尾喷流瞬态流... 涡扇发动机尾喷流湍流脉动和红外辐射交互效应可以提升尾喷流脉动红外辐射强度,这对提升飞机红外探测效能具有重要意义。基于纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程,采用大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法数值模拟尾喷流瞬态流动特性,在流场数值模拟的基础上,采用逆向蒙特卡洛方法计算尾喷流脉动红外辐射特性,构建涡扇发动机尾喷流脉动红外辐射模型。以某型涡扇发动机排气系统为研究对象,在地面燃气发生试验台上开展尾喷流脉动红外辐射特性测试,对脉动红外辐射强度进行时间平均后校验仿真模型精度。研究结果表明:构建的尾喷流脉动红外辐射模型可以用于仿真获取涡扇发动机尾喷流脉动红外辐射强度,经测试数据校验的仿真模型误差为5.22%。 展开更多
关键词 湍流-辐射交互作用 脉动红外辐射强度 大涡模拟 涡扇发动机尾喷流
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目标近场电磁散射中心建模与特征参数反演
13
作者 鲁童童 方金鹏 +2 位作者 童广德 贺新毅 王爽 《制导与引信》 2024年第1期20-26,共7页
为了通过较少散射场数据实现雷达目标特性建模和参数反演,提出了一种基于时频图多普勒特征的散射中心建模和特征参数反演方法,采用单频点下的一维角度近场扫描数据实现对目标二维散射中心的提取。通过平滑伪Wigner-Ville分布(smooth and... 为了通过较少散射场数据实现雷达目标特性建模和参数反演,提出了一种基于时频图多普勒特征的散射中心建模和特征参数反演方法,采用单频点下的一维角度近场扫描数据实现对目标二维散射中心的提取。通过平滑伪Wigner-Ville分布(smooth and pseudo Wigner-Ville distribution,SPWVD)分析方法生成高分辨率时频图,根据不同类型散射中心的多普勒特征,通过Radon逆变换(inverse Radon transform,IRT)提取散射中心模型的位置和幅度参数,并将提取的散射中心位置参数与几何模型参数、散射中心模型重构雷达散射截面积(RCS)与仿真的RCS进行了性能对比。结果表明:该方法只需要单频点的一维角度扫描数据,即可有效提取目标散射中心位置和幅度等特征参数,且重构RCS的均方根误差小于3 dBsm。 展开更多
关键词 近场电磁散射特性 属性散射中心模型 时频分析 参数反演
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基于混合卡方模型的雷达检测性能评估方法
14
作者 鲁明雨 孟飞 +2 位作者 王艳清 李璋峰 张彦 《现代防御技术》 北大核心 2025年第2期167-174,共8页
对目标检测性能进行预估是雷达自适应资源调度和精细化信息处理设计的基础。然而,常规统计模型难以准确描述隐身目标雷达散射截面统计分布,导致检测性能预估不准。为此,提出了一种基于混合卡方分布模型的雷达检测性能评估方法,在恒虚警... 对目标检测性能进行预估是雷达自适应资源调度和精细化信息处理设计的基础。然而,常规统计模型难以准确描述隐身目标雷达散射截面统计分布,导致检测性能预估不准。为此,提出了一种基于混合卡方分布模型的雷达检测性能评估方法,在恒虚警条件下对检测概率进行建模与评估。基于混合模型,采用折线近似、库默尔变换方法在恒虚警条件下对目标检测概率进行建模;采用蒙特卡罗仿真对模型的精确程度进行检验;最后固定虚警率从检测概率角度将混合模型与传统统计模型进行了对比分析。仿真结果表明,混合卡方模型和传统的Swerling模型相比,在不同方位角范围内,单脉冲检测性能具有较大差异,从而更能够反映真实探测场景,并为隐身目标探测系统总体优化设计提供了理论支持。 展开更多
关键词 弱目标检测 雷达散射截面积 混合卡方分布 检测概率 统计建模 单脉冲检测
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热防护层对颗粒复合红外隐身涂层发射率的影响分析
15
作者 宋正鑫 张文杰 +2 位作者 郑崇 张尚宇 刘林华 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期164-173,共10页
针对红外隐身涂层实际应用中,热防护层的加入将改变涂层内部辐射传输过程,进而影响表观辐射特性的问题,采用时域有限差分方法研究了两种典型热防护层材料氧化钇稳定氧化锆和SiO_(2)气凝胶厚度对颗粒复合型红外隐身涂层表观发射率的影响... 针对红外隐身涂层实际应用中,热防护层的加入将改变涂层内部辐射传输过程,进而影响表观辐射特性的问题,采用时域有限差分方法研究了两种典型热防护层材料氧化钇稳定氧化锆和SiO_(2)气凝胶厚度对颗粒复合型红外隐身涂层表观发射率的影响,并分析了热防护层不同复折射率和低发射率层不同组份配比下热防护层厚度对发射率的影响规律。研究结果表明:在颗粒复合型低红外发射率涂层下叠加热防护层将增大涂层的表观发射率,且表观发射率随着热防护层厚度的增大而增大,甚至失去低发射特性;热防护层选用高吸收系数的隔热材料时,其厚度变化对表观发射率的影响更为显著。该研究可为红外隐身涂层的设计应用提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 颗粒复合涂层 红外隐身 热防护层 发射率 复折射率
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空天目标电磁散射特性建模与特征认知研究 被引量:2
16
作者 肖志河 任红梅 +2 位作者 董纯柱 赵涛 陈轩 《现代防御技术》 北大核心 2023年第3期83-90,共8页
空天目标的准确探测是识别面临的首要问题,目标电磁散射特性是雷达传感器目标识别的重要依据。概述了国外空天目标电磁散射特性研究发展现状,针对高动态复杂结构空天目标电磁散射精确建模、高效仿真和识别应用的普适性等难点问题,提出... 空天目标的准确探测是识别面临的首要问题,目标电磁散射特性是雷达传感器目标识别的重要依据。概述了国外空天目标电磁散射特性研究发展现状,针对高动态复杂结构空天目标电磁散射精确建模、高效仿真和识别应用的普适性等难点问题,提出了空天目标电磁散射特性建模与特征认知技术研究途径。并结合仿真算例阐述了目标群动态场景构建、目标特性高效生成,以及微动、分离和目标群等典型动态场景特征认知的实现方法;针对未来空天目标发展引起的散射机理变化,提出了未来空天目标特性深化研究的发展设想。 展开更多
关键词 空天目标 目标特性 电磁散射特性 动态场景 高效生成 特征认知
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发动机尾喷焰复燃化学反应模型评价与重构
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作者 马杰 王晓冰 +2 位作者 王红丽 牛青林 董士奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期86-100,共15页
复燃效应的准确预估对于精细描述尾喷焰反应流场参数和提高尾喷焰红外辐射计算精度至关重要。文中以固体火箭发动机为研究对象,建立尾喷焰复燃有限速率化学反应模型,结合流体计算动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法和尾喷焰... 复燃效应的准确预估对于精细描述尾喷焰反应流场参数和提高尾喷焰红外辐射计算精度至关重要。文中以固体火箭发动机为研究对象,建立尾喷焰复燃有限速率化学反应模型,结合流体计算动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法和尾喷焰红外辐射计算模型,评估不同化学反应动力模型在尾喷焰流场参数和红外光谱辐射计算方面的精度,基于各化学反应速率曲线与试验数据重构适用于尾喷焰CO/H_(2)反应体系的10步气相化学反应动力模型,并验证和校核复燃化学反应模型可靠性。结果表明:不同化学反应模型计算所得的尾喷焰流场结构差异微弱,轴向温度峰值最高相差200 K左右,差异主要发生在复燃区域;化学反应动力模型对不稳定产物CO影响最为显著,CO_(2)分布差异主要发生在高含量区域,最大差异达到近50%,且低含量组分的差异高达两三个量级;在2.7μm和4.3μm典型波段内,不同化学反应工况下的尾喷焰光谱辐射峰值强度差异达到近40%;基于反应速率试验数据构建的9组分10步反应的CO/H_2反应体系的尾喷焰辐射计算值与BEM-II试验数据的差异低于6%。该研究可为准确预测火箭发动机尾喷焰反应流场的红外辐射特性提供高保真化学反应动力模型。 展开更多
关键词 尾喷焰 复燃效应 化学反应 红外辐射 火箭发动机
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复杂地表背景下动目标天基红外探测图像仿真
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作者 刘健 李朋远 +1 位作者 杜君 孟夏莹 《制导与引信》 2024年第1期53-60,共8页
面向天基红外探测图像仿真需求,基于导弹内外流场的流动控制方程和辐射计算方程构建弹道导弹辐射仿真模型,基于全球地表类型数据库(GlobCover)和随机分形算法构建复杂地表背景辐射仿真模型,基于严密成像几何模型提出星载相机入瞳处场景... 面向天基红外探测图像仿真需求,基于导弹内外流场的流动控制方程和辐射计算方程构建弹道导弹辐射仿真模型,基于全球地表类型数据库(GlobCover)和随机分形算法构建复杂地表背景辐射仿真模型,基于严密成像几何模型提出星载相机入瞳处场景耦合辐射仿真方法。进一步叠加探测系统成像链路中的光学系统、探测器和信号处理模型,提出一种复杂地表背景下运动目标天基红外探测图像仿真方法。仿真结果表明,利用卫星轨道参数和导弹目标弹道数据,采用该方法可以实现卫星对弹道导弹主动段的连续成像仿真。 展开更多
关键词 红外图像 天基探测 地表背景 导弹辐射
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基于粒子网格模拟的涡旋电磁波与等离子体的联合建模方法
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作者 朱世琛 王鹏 +2 位作者 史琰 陈亚南 廖意 《制导与引信》 2024年第4期39-46,共8页
针对高超声速目标的涡旋电磁波探测需求,提出了一种基于粒子网格模拟方法的涡旋电磁波与等离子体的联合建模方法。利用总场/散射场技术实现任意模态涡旋电磁波的激励,采用粒子网格模拟方法进行等离子体的物理特性建模,结合时域间断伽辽... 针对高超声速目标的涡旋电磁波探测需求,提出了一种基于粒子网格模拟方法的涡旋电磁波与等离子体的联合建模方法。利用总场/散射场技术实现任意模态涡旋电磁波的激励,采用粒子网格模拟方法进行等离子体的物理特性建模,结合时域间断伽辽金方法建立高效电磁求解器,完成了涡旋电磁波与等离子体的联合动态建模。三维等离子体与涡旋电磁波相互作用仿真实例验证了所提建模方法的高计算精度和强稳定性。该方法为揭示等离子体对涡旋电磁波目标探测的影响规律提了供技术支撑。 展开更多
关键词 高超声速目标 等离子体 涡旋电磁波 粒子网格模拟方法
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等离子体绕流场电磁波传输特性分析
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作者 宁超 邓浩川 +1 位作者 满良 韦笑 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期18-25,共8页
本文分析了等离子体绕流场中电磁波传输特性随几个主要物理参数的变化规律,包括电子密度、谐振频率、碰撞频率等。通过时域有限差分(finite-difference time-domain, FDTD)方法进行了仿真,结果表明在典型仿真输入条件下,在米波至毫米波... 本文分析了等离子体绕流场中电磁波传输特性随几个主要物理参数的变化规律,包括电子密度、谐振频率、碰撞频率等。通过时域有限差分(finite-difference time-domain, FDTD)方法进行了仿真,结果表明在典型仿真输入条件下,在米波至毫米波波段,随着谐振频率升高,等离子体绕流场反射率升高、透射率降低;在米波至厘米波波段,随着碰撞频率升高,等离子体绕流场反射率降低、透射率规律性不显著;在毫米波波段以上,等离子体绕流场的反射率和透射率与碰撞频率关系不大,而且反射很弱,以透射为主。目标飞行高度在30~50 km且速度在5 000 m/s以上时,目标驻点处等离子体绕流场对S、C、X波段有显著的衰减作用,影响雷达探测或产生黑障现象。开展了基于高焓激波风洞的等离子绕流场电磁特性测量实验,获取了C、X波段雷达散射截面(radar cross section,RCS)数据和绕流场电子密度数据,并利用其验证了仿真结果的正确性。 展开更多
关键词 等离子体 电磁波 反射率 透射率 雷达散射截面(RCS)
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