装甲车辆在红外隐身措施下的仿真评估

发布时间：2021-12-31 21:47

　　随着红外对抗技术的发展,针对装甲车辆的红外仿真技术和红外隐身技术成为目标特征的研究热点,对提高武器装备的生存能力和战斗力有巨大的应用价值。本文对装甲车辆进行了红外仿真模拟和隐身技术评估,主要内容有以下几个方面：1.对装甲车辆建立了几何模型,整个模型中包括外部流场、前部车体、炮塔、动力舱、履带等部分。对装甲车辆的模型进行网格划分,得到整车的面网格和四面体体网格。在Fluent软件的基础上,分别采用多孔介质模型和多参考坐标系模型对散热器和风扇进行简化处理。同时考虑整车发热部件的热特性和外界环境条件,建立了整车内外空气流动与传热计算的物理模型。在Fluent软件中对整车内外流场和温度场进行了三维数值模拟,仿真结果可以为车辆的热特征研究提供依据。2.同时考虑太阳辐射、天空背景辐射、地面背景辐射、坦克表面材料特性等因素,根据车体的温度分布,建立了红外辐射仿真模型,模拟得到了原始车辆的红外辐射特征分布和车辆的重点辐射部位。根据装甲车辆表面的温度分布和红外辐射强度分布,提出了通过车辆的可探测距离范围评估其红外特征的方法,并分析了在不同平面不同角度下进行探测时车辆表面红外辐射特征对装甲车辆可探测距离范... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号说明
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容
2 装甲车辆的物理建模和温度仿真计算
    2.1 整车的几何建模
    2.2 对几何模型的网格划分
        2.2.1 确定空气流动计算域和固体域
        2.2.2 网格参数的设置和网格的生成
            2.2.2.1 设置全局面网格参数和全局体网格参数
            2.2.2.2 对不同的part设置不同的面网格尺寸
            2.2.2.3 对不同流体域和固体域设置体网格
            2.2.2.4 生成最终网格
    2.3 物理模型和边界条件
        2.3.1 连续性方程、动量方程和能量方程
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 DO辐射模型
        2.3.4 太阳辐射模型
        2.3.5 散热器模型和条件设置
            2.3.5.1 多孔介质的控制方程
            2.3.5.2 散热器模型的条件设置
        2.3.6 风扇旋转域模型和条件设置
            2.3.6.1 多参考坐标系模型
            2.3.6.2 风扇旋转域模型的条件设置
    2.4 整车边界条件
        2.4.1 外部边界条件
        2.4.2 内部边界条件
            2.4.2.1 动力舱内部部件表面边界设置
            2.4.2.2 整车内部的入口边界条件和出口边界条件
            2.4.2.3 其余车体的边界条件
    2.5 材料参数的确定
    2.6 初始条件和计算参数的设置
    2.7 计算结果
        2.7.1 整车温度分布和流场分布
        2.7.2 动力舱表面和内部流域计算结果
        2.7.3 风扇旋转域和涡壳流域计算结果
        2.7.4 散热器区域计算结果
        2.7.5 浮箱区域计算结果
    2.8 网格无关性检验和计算结果验证
    2.9 本章小结
3 装甲车辆的红外仿真模拟
    3.1 外部环境的辐射
        3.1.1 太阳辐射
            3.1.1.1 太阳直射
            3.1.1.2 太阳散射
            3.1.1.3 来自周围地物的太阳反射
        3.1.2 天空背景辐射
        3.1.3 地面背景辐射
    3.2 红外辐射特性仿真计算
        3.2.1 整车的红外辐射强度计算模型
            3.2.1.1 自身辐射
            3.2.1.2 反射辐射
            3.2.1.3 总辐射量计算
        3.2.2 整车的红外可探测距离计算模型
        3.2.3 红外仿真过程
            3.2.3.1 红外辐射强度仿真
            3.2.3.2 红外可探测距离的仿真计算
        3.2.4 红外仿真结果
            3.2.4.1 无太阳辐射时整车的红外特征分析
            3.2.4.2 无太阳辐射时整车的红外可探测距离分析
            3.2.4.3 有太阳辐射时整车的红外特征分析
    3.3 本章小结
4 装甲车辆的隐身措施和红外仿真评估
    4.1 装甲车辆隐身设计方案
    4.2 隐身方案的建模和网格划分
        4.2.1 隐身方案的几何模型
        4.2.2 隐身方案模型的网格划分
    4.3 隐身方案的仿真模拟
        4.3.1 物理模型
        4.3.2 材料的选择
        4.3.3 模型参数的设置和外界条件
    4.4 隐身方案的仿真结果分析
        4.4.1 基于Fluent的仿真结果分析
            4.4.1.1 隐身方案1和隐身方案2的对比分析
            4.4.1.2 隐身方案1和隐身方案3的对比分析
            4.4.1.3 原始和隐身方案3的对比分析
        4.4.2 隐身方案的红外特征分析评估
            4.4.2.1 不同隐身方案的红外特征对比评估
            4.4.2.2 隐身方案与原始方案的红外特征对比评估
            4.4.2.3 添加隐身涂层后的红外特征分析
        4.4.3 隐身方案的红外可探测距离分析
            4.4.3.1 隐身方案1和隐身方案2的对比分析
            4.4.3.2 隐身方案1和隐身方案3的对比分析
            4.4.3.3 原始方案和隐身方案的对比分析
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]装甲车辆与地面背景的热交互作用及红外仿真[J]. 韩玉阁,成志铎,任登凤,宣益民.  红外与激光工程. 2013(01)
[2]基于红外图像的装备车辆温度场模型[J]. 陈霞,李俊山,徐洪涛.  激光与红外. 2012(07)
[3]坦克高温表面相变红外抑制装置传热分析[J]. 毕小平,周国印,吕良栋,殷明.  红外与激光工程. 2012(04)
[4]一种基于热管温控技术的红外抑制方法[J]. 杨辉,谢卫,张拴勤,凌军,连长春.  光电技术应用. 2011(06)
[5]混合排气二元收敛喷管气动与红外隐身综合设计方法[J]. 李娜,吉洪湖,黄伟,陈俊,斯仁,刘常春.  航空动力学报. 2011(11)
[6]整车热管理的一维与三维耦合仿真[J]. 张宝亮,范秦寅,胡广洪,倪冬香,张苗,苏舒,周校平.  汽车工程. 2011(06)
[7]装甲车辆红外隐身技术的发展趋势[J]. 吴行,郭巍,郑振忠.  中国表面工程. 2011(01)
[8]以复合材料为基底的ITO薄膜红外隐身特性研究[J]. 张笑梅,乔冬平,鲁先孝.  材料开发与应用. 2010(04)
[9]基于CFD方法的汽车散热器仿真研究[J]. 常贺,袁兆成.  硅谷. 2009(19)
[10]坦克装甲车辆红外隐身技术的发展[J]. 胡丽萍,王智慧,满红,郭领,侯圣英.  光机电信息. 2009(08)

博士论文
[1]水陆坦克与背景红外辐射特性研究[D]. 罗来科.南京理工大学 2009

硕士论文
[1]不同隐身措施下的目标红外辐射特性研究[D]. 林益.南京理工大学 2014
[2]突防措施下中段弹头的红外辐射特性分析[D]. 姚晓蕾.南京理工大学 2010
[3]红外热成像系统性能评估技术研究[D]. 唐成波.南京理工大学 2009
[4]海天背景的红外辐射散射特性研究[D]. 施加宝.西安电子科技大学 2009
[5]车辆热系统仿真与设计研究[D]. 陈义东.南京理工大学 2004



本文编号：3561040