臨近空間高超聲速飛行器紅外目標(biāo)特性研究.pdf

1、臨近空間高超聲速飛行器具有速度快，航程遠(yuǎn)，突防能力強(qiáng)等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在軍事上具有重大的戰(zhàn)略意義和極大的潛力，受到越來越多國家的關(guān)注與重視。針對(duì)臨近空間高超聲速飛行器來說，其紅外輻射主要有本體熱輻射和激波層氣體輻射兩部分組成。紅外特性的研究對(duì)于目標(biāo)的識(shí)別、跟蹤、攔截等有重大的意義。
　　本文使用有限體積法數(shù)值程序計(jì)算壁面熱流密度。其中，數(shù)值離散格式、化學(xué)反應(yīng)模型、催化條件模型等固定，重點(diǎn)研究了壁面法向第一層網(wǎng)格高度對(duì)氣動(dòng)熱數(shù)值計(jì)算的影響

2、。選取 ELECTRE鈍錐模型作為計(jì)算對(duì)象，以壁面參數(shù)雷諾數(shù)為網(wǎng)格準(zhǔn)則，對(duì)比分析得到了模型不同部位的網(wǎng)格雷諾數(shù)適用范圍。
　　計(jì)算飛行器周圍高溫氣體的輻射和輸運(yùn)時(shí)，氣體的光譜系數(shù)是必要的條件。激波層內(nèi)氣體成分除N,O等元素外，還有微量成分H2 O，CO2，NO等主要紅外輻射源。本文基于HITRAN/HITEMP光譜數(shù)據(jù)庫，編寫了H2O，CO2，NO等氣體分子光譜吸收系數(shù)和光譜發(fā)射系數(shù)的逐線法計(jì)算程序，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了程

3、序的可靠性。
　　基于上述研究?jī)?nèi)容，本文以導(dǎo)彈頭部為幾何模型，計(jì)算得到了其繞流場(chǎng)參數(shù)及激波層內(nèi)氣體的光譜系數(shù)，并建立了探測(cè)鏡面網(wǎng)格及相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的輻射場(chǎng)網(wǎng)格。發(fā)展了一套適用本文網(wǎng)格模型的高效率的網(wǎng)格搜索方法，通過插值方法將流場(chǎng)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)傳遞到輻射場(chǎng)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上。最后通過求解離散化的輻射輸運(yùn)方程，得到探測(cè)鏡面上的輻射照度值。
　　在數(shù)值計(jì)算復(fù)雜外形飛行器的氣動(dòng)熱時(shí)，本文關(guān)于壁面法向網(wǎng)格尺寸對(duì)熱流計(jì)算影響的研究能夠?yàn)槠涮峁┚W(wǎng)格劃