含粒子的红外隐身涂层辐射特性研究
发布时间：2022-02-16 11:48
当代红外探测技术的快速发展,给我国新一代战机等武器作战平台隐身化改造的研制带来了巨大的挑战。含粒子的低发射率红外隐身涂层作为一种有效的降低和削弱敌方红外探测设备的手段,已经得到广泛的研究和应用。低红外发射率涂层通常是由树脂粘结剂与颜料粒子组成的复合体系,其红外隐身性能受到多种因素的影响,因此如何从理论上研究红外隐身涂层中的各种参数对于涂层的影响,建立可靠的发射率模型,并以此来指导涂层的设计与实验,就具有重大的意义。本文针对这一方面的主要研究内容如下:本文研究了含粒子的低发射率红外隐身涂层中的红外传输过程,利用能流理论和时域有限差分方法,结合前人研究成果建立了红外隐身涂层发射率计算模型,并利用时域有限差分方法计算了涂层中颜料粒子在红外大气窗口的散射性质,并以此计算结果尝试从微观角度解释低发射率涂层降低发射率的原因,发现单个金属颜料粒子的散射特性对于涂层发射率影响显著,单个颜料粒子的后向散射特性是影响涂层发射率最主要因素。之后利用所建立的发射率模型,计算并详细讨论了低发射率涂层中的多种因素对于涂层隐身性能的影响,并利用蒙特卡洛方法进行涂层发射率计算结果的对比验证,通过两种方法结合预测涂层中...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 红外隐身基本原理
1.2.1 红外隐身的范围
1.2.2 红外隐身机理
1.2.3 降低红外发射率的方法
1.3 低红外发射率隐身涂层
1.3.1 红外隐身涂层的组成
1.4 国内外研究现状
1.5 本文主要研究内容及章节安排
第2章 低发射率涂层散射理论介绍
2.1 引言
2.2 电磁散射理论
2.2.1 Maxwell方程
2.2.2 散射振幅矩阵
2.2.3 Stokes参量
2.2.4 吸收截面、散射截面和衰减截面
2.2.5 独立散射和非独立散射
2.3 MIE散射理论
2.4 时域有限差分方法(FDTD)
2.4.1 引言
2.4.2 网格离散
2.4.3 完全匹配层边界条件
2.4.4 数值稳定性条件
2.4.5 近远场转换
2.5 算法有效性验证
2.6 本章小结
第3章 低红外发射率隐身涂层的理论建模
3.1 引言
3.2 红外隐身涂层中的辐射传输方程
3.3 红外隐身涂层中的发射率公式建立
3.3.1 多流模型
3.3.2 Kubelka-Munk理论
3.3.3 二流模型的系数K、S
3.3.4 边界反射系数R_i、R_g、R_e的计算
3.4 红外隐身涂层中单粒子的散射性质计算
3.4.1 不同颜料粒子形状的散射性质
3.4.2 不同材料颜料粒子的散射性质
3.4.3 不同粒径片状粒子的散射性质
3.4.4 不同厚度片状粒子的散射性质
3.5 本章小结
第4章 红外低发射率隐身涂层发射率计算
4.1 涂层中颜料粒子粒子形貌的影响
4.2 涂层中颜料粒子材料的影响
4.3 颜料粒子半径对涂层发射率的影响
4.4 颜料粒子厚度对涂层发射率的影响
4.5 涂层厚度对发射率的影响
4.6 涂层粒子浓度对发射率的影响
4.7 蒙特卡洛法对比验证
4.8 蒙特卡洛法计算结果
4.8.1 不同粒径的片状Al粉粒子的发射率研究
4.8.2 不同厚度的片状Al粉粒子的发射率研究
4.8.3 Al粉粒子体积浓度和涂层厚度涂层发射率的影响发射率研究
4.9 两种计算方法的比较
4.10 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文及研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米材料在隐身技术中的应用研究进展[J]. 刘欣伟,林伟,苏荣华,李玉鹏,吴晴晴. 材料导报. 2017(S2)
[2]铝基复合材料国内外技术水平及应用状况[J]. 张文毓. 航空制造技术. 2015(03)
[3]多频谱隐身涂层材料研究进展[J]. 邓龙江,周佩珩,陆海鹏,翁小龙,梁迪飞,谢建良. 中国材料进展. 2013(08)
[4]飞机红外隐身技术研究[J]. 宋新波,吕雪艳,章建军. 激光与红外. 2012(01)
[5]非球形粒子的散射特性分析[J]. 王希影,阮立明,齐宏,王圣刚. 工程热物理学报. 2009(08)
[6]碳纳米管涂层红外发射率的研究[J]. 王志锋,史秀梅,余宗宝,李国斌. 兵器材料科学与工程. 2009(01)
[7]ZAO纳米粉体的制备及其在红外隐身中的应用研究[J]. 岳春晓,姚兰芳,汪国庆,鲁凤芹,关飞飞,谢伏将. 材料导报. 2008(S1)
[8]低发射率红外隐身涂料研究进展[J]. 张凯,马艳,范敬辉,谭云. 化学推进剂与高分子材料. 2008(01)
[9]有核细胞光散射强度分布的动态特性[J]. 王亚伟,卜敏,崔青义,洪云,吴大建,蔡兰. 中国激光. 2006(10)
[10]材料微结构对红外发射率的影响[J]. 崔宝生,汪长春,贾永科,胡建华. 复旦学报(自然科学版). 2006(03)
博士论文
[1]红外与雷达波兼容隐身复合涂层的机理研究[D]. 刘凌云.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]纳米ITO/聚苯胺复合型红外隐身涂料的制备与性能研究[D]. 李天禄.东华大学 2015
本文编号：3627911
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 红外隐身基本原理
1.2.1 红外隐身的范围
1.2.2 红外隐身机理
1.2.3 降低红外发射率的方法
1.3 低红外发射率隐身涂层
1.3.1 红外隐身涂层的组成
1.4 国内外研究现状
1.5 本文主要研究内容及章节安排
第2章 低发射率涂层散射理论介绍
2.1 引言
2.2 电磁散射理论
2.2.1 Maxwell方程
2.2.2 散射振幅矩阵
2.2.3 Stokes参量
2.2.4 吸收截面、散射截面和衰减截面
2.2.5 独立散射和非独立散射
2.3 MIE散射理论
2.4 时域有限差分方法(FDTD)
2.4.1 引言
2.4.2 网格离散
2.4.3 完全匹配层边界条件
2.4.4 数值稳定性条件
2.4.5 近远场转换
2.5 算法有效性验证
2.6 本章小结
第3章 低红外发射率隐身涂层的理论建模
3.1 引言
3.2 红外隐身涂层中的辐射传输方程
3.3 红外隐身涂层中的发射率公式建立
3.3.1 多流模型
3.3.2 Kubelka-Munk理论
3.3.3 二流模型的系数K、S
3.3.4 边界反射系数R_i、R_g、R_e的计算
3.4 红外隐身涂层中单粒子的散射性质计算
3.4.1 不同颜料粒子形状的散射性质
3.4.2 不同材料颜料粒子的散射性质
3.4.3 不同粒径片状粒子的散射性质
3.4.4 不同厚度片状粒子的散射性质
3.5 本章小结
第4章 红外低发射率隐身涂层发射率计算
4.1 涂层中颜料粒子粒子形貌的影响
4.2 涂层中颜料粒子材料的影响
4.3 颜料粒子半径对涂层发射率的影响
4.4 颜料粒子厚度对涂层发射率的影响
4.5 涂层厚度对发射率的影响
4.6 涂层粒子浓度对发射率的影响
4.7 蒙特卡洛法对比验证
4.8 蒙特卡洛法计算结果
4.8.1 不同粒径的片状Al粉粒子的发射率研究
4.8.2 不同厚度的片状Al粉粒子的发射率研究
4.8.3 Al粉粒子体积浓度和涂层厚度涂层发射率的影响发射率研究
4.9 两种计算方法的比较
4.10 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文及研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米材料在隐身技术中的应用研究进展[J]. 刘欣伟,林伟,苏荣华,李玉鹏,吴晴晴. 材料导报. 2017(S2)
[2]铝基复合材料国内外技术水平及应用状况[J]. 张文毓. 航空制造技术. 2015(03)
[3]多频谱隐身涂层材料研究进展[J]. 邓龙江,周佩珩,陆海鹏,翁小龙,梁迪飞,谢建良. 中国材料进展. 2013(08)
[4]飞机红外隐身技术研究[J]. 宋新波,吕雪艳,章建军. 激光与红外. 2012(01)
[5]非球形粒子的散射特性分析[J]. 王希影,阮立明,齐宏,王圣刚. 工程热物理学报. 2009(08)
[6]碳纳米管涂层红外发射率的研究[J]. 王志锋,史秀梅,余宗宝,李国斌. 兵器材料科学与工程. 2009(01)
[7]ZAO纳米粉体的制备及其在红外隐身中的应用研究[J]. 岳春晓,姚兰芳,汪国庆,鲁凤芹,关飞飞,谢伏将. 材料导报. 2008(S1)
[8]低发射率红外隐身涂料研究进展[J]. 张凯,马艳,范敬辉,谭云. 化学推进剂与高分子材料. 2008(01)
[9]有核细胞光散射强度分布的动态特性[J]. 王亚伟,卜敏,崔青义,洪云,吴大建,蔡兰. 中国激光. 2006(10)
[10]材料微结构对红外发射率的影响[J]. 崔宝生,汪长春,贾永科,胡建华. 复旦学报(自然科学版). 2006(03)
博士论文
[1]红外与雷达波兼容隐身复合涂层的机理研究[D]. 刘凌云.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]纳米ITO/聚苯胺复合型红外隐身涂料的制备与性能研究[D]. 李天禄.东华大学 2015
本文编号：3627911
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3627911.html
