空中固定翼目标红外辐射/散射特性分析
发布时间：2022-02-11 13:19
空中固定翼目标的红外辐射散射特性的分析为目标的探测、识别与跟踪提供了理论支持。根据空中目标与周围所处环境光谱特征的差异,通过仿真计算与图像处理来辨别出目标,并提供探测所需的红外辐射成像图与尾焰光谱特性,为提高探测目标精准性给予了方法与数据图像库。本文主要内容有:1.基于JONSWAP海谱模型使用逆快速傅里叶变换（FFT）求得空间域海谱起伏分布,对海面进行了几何建模;结合海面温度与海面的发射率的计算,通过普朗克辐射定律得出海面自身辐射亮度;通过海面BRDF结合阳光与天空背景辐射获得海面的辐射亮度。2.对固定翼目标进行几何建模并剖分,在可见光波段内,结合目标表面材料BRDF计算得到每一个剖分面元的散射强度,通过对其所有可见面元的散射强度求和得出目标整体的光散射强度分布,主要计算了固定翼目标对阳光与海天背景光谱辐射的散射强度空间分布。3.根据气动加热与热网络方程,结合太阳与海天背景辐射,利用FLUENT软件,计算了目标蒙皮气动加热的温度场。通过辐射传输方程计算目标的红外辐射亮度。文中计算了不同目标不同高度不同波段的目标的温度场,并获得蒙皮红外辐射图像。4.根据气体辐射理论,结合谱模型与C-G...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 BRDF的研究现状
1.2.2 海面辐射的研究现状
1.2.3 目标蒙皮红外辐射的研究现状
1.2.4 目标尾焰红外辐射的研究现状
1.3 本文的结构与内容安排
1.4 本文的特色与创新
第二章 地球大气系统中目标辐射特性基础
2.1 辐射的基本概念与基本定律
2.1.1 辐射基本概念
2.1.2 辐射的基本定律
2.2 辐射传热的基本量
2.2.1 热量传导方式
2.2.2 辐射换热角系数
2.3 辐射传输方程
2.3.1 比尔-布格-朗伯定律
2.3.2 施瓦兹希尔德方程
2.3.3 热红外辐射传输方程
2.4 大气辐射传输
2.4.1 Modtran的概论
2.4.2 太阳天顶角与方位角
2.4.3 阳光辐照、天空背景辐射特性
2.4.4 辐射传输特性
2.5 本章小结
第三章 海面红外辐射成像
3.1 海浪谱模型和基本参数
3.1.1 海谱的基本知识
3.1.2 海谱模型
3.2 海面的几何建模
3.3 海面BRDF
3.4 海面红外辐射
3.4.1 海面自身热辐射
3.4.2 海面对阳光辐射的散射
3.4.3 海面对天空辐射的散射
3.4.4 海面的红外辐射特性
3.5 本章小结
第四章 目标蒙皮散射辐射特性研究
4.1 空中目标几何建模
4.2 目标坐标系
4.2.1 坐标系的建立
4.2.2 面元面积与法向量
4.2.3 面元遮挡
4.3 空中目标蒙皮光谱散射
4.3.1 空中目标表面BRDF
4.3.2 BRDF计算结果
4.3.3 目标对阳光光谱辐射的散射
4.3.4 目标对天地背景辐射的光散射
4.4 蒙皮温度场分布的计算
4.4.1 流场与气动加热
4.4.2 热网络方程
4.4.3 计算流体力学和湍流模型
4.4.4 边界条件
4.5 空中目标红外辐射特性
4.5.1 战斧导弹蒙皮温度分布
4.5.2 战斧导弹中波蒙皮辐射成像与辐射值
4.5.3 战斧导弹长波蒙皮辐射成像与辐射值
4.5.4 F22蒙皮中波成像与辐射值
4.5.5 F22蒙皮长波成像与辐射值
4.6 本章小结
第五章 尾焰红外辐射特性研究
5.1 气体辐射特性的基本原理
5.1.1 气体辐射微观理论
5.1.2 谱线展宽
5.1.3 谱带模型法
5.1.4 高温气体数据库
5.2 软件介绍
5.2.1 SE软件
5.2.2 软件的验证实验
5.3 空中目标尾焰红外辐射理论计算
5.4 计算结果
5.4.1 目标尾焰参数
5.4.2 战斧尾焰中波成像与辐射值
5.4.3 战斧尾焰长波成像与辐射值
5.4.4 F22尾焰中波成像与辐射值
5.4.5 F22尾焰长波成像与辐射值
5.5 小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]F35隐身战斗机红外辐射特性建模[J]. 曲兆俊,张二磊,周方方. 红外技术. 2014(11)
[2]飞行参数对液体火箭尾焰红外辐射特性的影响[J]. 刘尊洋,邵立,汪亚夫,孙晓泉. 光学学报. 2013(04)
[3]一种实用型粗糙面六参数双向反射分布函数模型[J]. 杨玉峰,吴振森,曹运华. 光学学报. 2012(02)
[4]火箭尾喷焰红外辐射特性的理论计算[J]. 褚宏伟,许小剑. 红外与激光工程. 2012(01)
[5]窄谱带模型数值研究高温喷流动态红外特性[J]. 王雁鸣,董士奎,谈和平,帅永. 哈尔滨工业大学学报. 2010(11)
[6]无云地球大气背景辐射光谱亮度的计算模型[J]. 孟雪琴,吴健,杨春平. 应用光学. 2009(01)
[7]数值模拟喷焰2.7微米红外辐射特性[J]. 帅永,董士奎,谈和平. 航空学报. 2005(04)
[8]大气辐射传输模型及MODTRAN中透过率计算[J]. 毛克彪,覃志豪. 测绘与空间地理信息. 2004(04)
[9]空间目标的可见光散射与红外辐射[J]. 吴振森,窦玉红. 光学学报. 2003(10)
[10]导弹气动耦合分析与解耦算法研究[J]. 雷延花,陈士橹. 弹道学报. 2003(01)
博士论文
[1]高超声速气动热数值模拟方法及大规模并行计算研究[D]. 潘沙.国防科学技术大学 2010
硕士论文
[1]复杂地球大气背景下目标的可见光/红外散射与辐射特性[D]. 王万君.西安电子科技大学 2014
[2]海面对阳光及大气背景红外辐射的散射特性研究[D]. 靳兰海.西安电子科技大学 2014
[3]海面红外辐射与散射特性研究[D]. 李大钊.西安电子科技大学 2012
[4]海天背景目标红外辐射特性研究[D]. 李刘苗.西安电子科技大学 2011
[5]高超声速弹箭头部气动热数值计算[D]. 张钧波.南京理工大学 2009
[6]卷弧尾翼弹气动特性研究[D]. 刘巍.国防科学技术大学 2005
[7]目标与环境光散射辐射特性与应用研究[D]. 刘安安.西安电子科技大学 2002
本文编号：3620352
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 BRDF的研究现状
1.2.2 海面辐射的研究现状
1.2.3 目标蒙皮红外辐射的研究现状
1.2.4 目标尾焰红外辐射的研究现状
1.3 本文的结构与内容安排
1.4 本文的特色与创新
第二章 地球大气系统中目标辐射特性基础
2.1 辐射的基本概念与基本定律
2.1.1 辐射基本概念
2.1.2 辐射的基本定律
2.2 辐射传热的基本量
2.2.1 热量传导方式
2.2.2 辐射换热角系数
2.3 辐射传输方程
2.3.1 比尔-布格-朗伯定律
2.3.2 施瓦兹希尔德方程
2.3.3 热红外辐射传输方程
2.4 大气辐射传输
2.4.1 Modtran的概论
2.4.2 太阳天顶角与方位角
2.4.3 阳光辐照、天空背景辐射特性
2.4.4 辐射传输特性
2.5 本章小结
第三章 海面红外辐射成像
3.1 海浪谱模型和基本参数
3.1.1 海谱的基本知识
3.1.2 海谱模型
3.2 海面的几何建模
3.3 海面BRDF
3.4 海面红外辐射
3.4.1 海面自身热辐射
3.4.2 海面对阳光辐射的散射
3.4.3 海面对天空辐射的散射
3.4.4 海面的红外辐射特性
3.5 本章小结
第四章 目标蒙皮散射辐射特性研究
4.1 空中目标几何建模
4.2 目标坐标系
4.2.1 坐标系的建立
4.2.2 面元面积与法向量
4.2.3 面元遮挡
4.3 空中目标蒙皮光谱散射
4.3.1 空中目标表面BRDF
4.3.2 BRDF计算结果
4.3.3 目标对阳光光谱辐射的散射
4.3.4 目标对天地背景辐射的光散射
4.4 蒙皮温度场分布的计算
4.4.1 流场与气动加热
4.4.2 热网络方程
4.4.3 计算流体力学和湍流模型
4.4.4 边界条件
4.5 空中目标红外辐射特性
4.5.1 战斧导弹蒙皮温度分布
4.5.2 战斧导弹中波蒙皮辐射成像与辐射值
4.5.3 战斧导弹长波蒙皮辐射成像与辐射值
4.5.4 F22蒙皮中波成像与辐射值
4.5.5 F22蒙皮长波成像与辐射值
4.6 本章小结
第五章 尾焰红外辐射特性研究
5.1 气体辐射特性的基本原理
5.1.1 气体辐射微观理论
5.1.2 谱线展宽
5.1.3 谱带模型法
5.1.4 高温气体数据库
5.2 软件介绍
5.2.1 SE软件
5.2.2 软件的验证实验
5.3 空中目标尾焰红外辐射理论计算
5.4 计算结果
5.4.1 目标尾焰参数
5.4.2 战斧尾焰中波成像与辐射值
5.4.3 战斧尾焰长波成像与辐射值
5.4.4 F22尾焰中波成像与辐射值
5.4.5 F22尾焰长波成像与辐射值
5.5 小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]F35隐身战斗机红外辐射特性建模[J]. 曲兆俊,张二磊,周方方. 红外技术. 2014(11)
[2]飞行参数对液体火箭尾焰红外辐射特性的影响[J]. 刘尊洋,邵立,汪亚夫,孙晓泉. 光学学报. 2013(04)
[3]一种实用型粗糙面六参数双向反射分布函数模型[J]. 杨玉峰,吴振森,曹运华. 光学学报. 2012(02)
[4]火箭尾喷焰红外辐射特性的理论计算[J]. 褚宏伟,许小剑. 红外与激光工程. 2012(01)
[5]窄谱带模型数值研究高温喷流动态红外特性[J]. 王雁鸣,董士奎,谈和平,帅永. 哈尔滨工业大学学报. 2010(11)
[6]无云地球大气背景辐射光谱亮度的计算模型[J]. 孟雪琴,吴健,杨春平. 应用光学. 2009(01)
[7]数值模拟喷焰2.7微米红外辐射特性[J]. 帅永,董士奎,谈和平. 航空学报. 2005(04)
[8]大气辐射传输模型及MODTRAN中透过率计算[J]. 毛克彪,覃志豪. 测绘与空间地理信息. 2004(04)
[9]空间目标的可见光散射与红外辐射[J]. 吴振森,窦玉红. 光学学报. 2003(10)
[10]导弹气动耦合分析与解耦算法研究[J]. 雷延花,陈士橹. 弹道学报. 2003(01)
博士论文
[1]高超声速气动热数值模拟方法及大规模并行计算研究[D]. 潘沙.国防科学技术大学 2010
硕士论文
[1]复杂地球大气背景下目标的可见光/红外散射与辐射特性[D]. 王万君.西安电子科技大学 2014
[2]海面对阳光及大气背景红外辐射的散射特性研究[D]. 靳兰海.西安电子科技大学 2014
[3]海面红外辐射与散射特性研究[D]. 李大钊.西安电子科技大学 2012
[4]海天背景目标红外辐射特性研究[D]. 李刘苗.西安电子科技大学 2011
[5]高超声速弹箭头部气动热数值计算[D]. 张钧波.南京理工大学 2009
[6]卷弧尾翼弹气动特性研究[D]. 刘巍.国防科学技术大学 2005
[7]目标与环境光散射辐射特性与应用研究[D]. 刘安安.西安电子科技大学 2002
本文编号：3620352
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3620352.html
