基于物理模型的红外烟幕仿真方法研究

发布时间：2022-01-01 05:14

　　随着红外技术和计算机仿真技术的快速发展,红外烟幕仿真受到了研究学者的广泛关注。红外烟幕自身的几何特性非常复杂,使用简单的建模方法难以对其物理外形进行高逼真度的模拟,其内部的密度、温度以及压强等物理属性在空间上的不均匀分布、时间上的复杂变化,使得其红外辐射特性的精确计算也十分困难。本文针对红外烟幕难以定量仿真实现的问题,依据流体力学基本原理及红外辐射传输理论对红外烟幕进行了仿真研究。本文首先采用描述低速不可压缩粘性流体的N-S（Navier-Stokes）方程组对烟幕的物理外形进行建模,将烟幕的三维仿真区域划分成均匀的立方体网格,每个网格都包含密度、温度以及压强等物理属性,利用N-S方程组对各网格的不同属性进行对流求解,进而建立烟幕的物理模型。对方程组中各项的解算和优化方法进行了研究,并给出了烟幕源初始化和仿真空间边界条件的处理方法;其次研究了烟幕的红外辐射模型,利用等效分子黑体模型计算了烟幕自身的红外辐射特性,并综合考虑了红外烟幕对太阳辐射和环境辐射的吸收及散射作用,以及辐射传输路径上大气效应的影响,搭建了一套基于光线投射的红外烟幕辐射模型;结合GPU的通用计算能力和可编程渲染管线,有... 

【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】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

烟幕发牛器区域的混度贿时间亦化曲线

西安电子科技大学硕士学位论文从图 4.18 中可以看出，在释放烟幕后，仿真烟幕经过一小段时间的向上运动才抵达目标及其周围背景区域，烟幕对目标及背景发出的红外辐射能量进行了吸收和散射，其自身也发出较强的红外辐射能量，因此遮蔽率迅速变大，随着连续源烟幕的不断释放，烟幕的空间分布逐渐趋于稳定，烟幕的遮蔽率也逐渐趋于稳定，通过比较两组数据的总体变化规律，可以看出本文仿真的烟幕可以较好地模拟出真实红外烟幕的遮蔽效果变化趋势。下图为不同遮蔽率的遮蔽效果对比图：

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3561695