基于光线跟踪的飞行器尾焰图像仿真方法

发布时间：2021-03-09 03:44

　　尾焰的辐射信号作为飞行器目标探测、跟踪和识别的重要依据,一直以来都是国防航空航天领域的重要研究内容,目前由于实测样本数据少,且开展相关实验条件苛刻,因而尾焰图像仿真方法的研究显得非常重要。结合上述应用背景,立足于更加真实且符合物理规律的尾焰图像实际需求,本文通过对流场仿真技术手段和辐射传输解算模型的研究现状分析,提出一种结合光线跟踪思想的飞行器尾焰图像仿真方法。论文的研究工作从以下三个方面开展:首先在尾焰流场仿真建模方面,根据流体力学基础理论和计算流体力学基本模型,选择利用CFD软件Fluent来完成流场建模工作,介绍了尾焰流场的具体建模过程。为完备尾焰流场建模工作,还着重对加入惰性粒子流条件下的尾焰流场进行仿真计算,并简要分析了该条件对建模结果的影响。然后在尾焰成分辐射特性参数计算方法方面,通过对尾焰辐射传输的物理过程分析,建立起尾焰红外辐射传输模型,结合仿真建模得到的尾焰流场数据,计算模型中辐射特性参数。这部分研究工作主要包括:考虑气体谱线增宽效应,利用逐线积分法计算高温气体的辐射特性参数;考虑固体球形粒子自发射、吸收、散射效应,运用Mie散射理论计算球形粒子的辐射特性参数。最后在... 

【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

【部分图文】：

尾喷管及外流场局部网格划分

尾焰流场仿真结果

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-17-件、物理模型设置与2.2.2节保持一致。5种依次递增的粒子流流量的近轴区尾焰温度场分布情况如图2-7所示。a)未加粒子流b)0.002kg/s粒子流c)0.02kg/s粒子流d)0.2kg/s粒子流d)2kg/s粒子流图2-75种粒子流尾焰温度场由以上结果可以分析得出，加入惰性粒子流的尾焰温度场相比于未加粒子流的温度场有较大差别，喷管出口处的尾焰中心高温区范围明显缩小，且远离喷管的低温区的温度也有较大降低。随着粒子注入流量的增加，对尾焰温度场的抑制效果不再有明显变化，这表明尽管随着惰性粒子数量的增加，这些粒子会不断吸收和散射尾焰流场的辐射能量，但自身受尾焰加热也会产生热辐射。2.4本章小结本章对飞行器尾焰流场进行了数值仿真建模研究。首先根据尾焰产生所涉及的物理模型，对基本控制方程、湍流控制方程、燃烧反应模型进行简要介绍；然后详细描述了尾焰流场建模过程，其中几何建模包括确定边界条件及计算域网格划分，解算工作是利用CFD软件Fluent来完成的，且给出了


本文编号：3072187