本文關(guān)鍵詞：海面背景下艦船目標(biāo)紅外輻射特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著紅外探測與制導(dǎo)技術(shù)在軍事領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,目標(biāo)輻射特性的研究已成為國內(nèi)外紅外領(lǐng)域研究的重點(diǎn)問題。近年來,各國對領(lǐng)海主權(quán)問題高度重視,增強(qiáng)海上軍事力量是維護(hù)國家利益的強(qiáng)大后盾。而艦船作為海上戰(zhàn)場的主要工具已成為了重點(diǎn)研究對象。研究艦船紅外輻射特性能夠?yàn)槠涮綔y定位提供特征參數(shù),同時(shí)也能為自身防護(hù)提供理論依據(jù),憑借實(shí)際軍事的強(qiáng)烈需求和廣泛的應(yīng)用背景,成為各國海軍及國防部門的熱點(diǎn)課題。本文以某型號的艦船為研究對象,對其紅外輻射特性進(jìn)行分析。首先根據(jù)幾何尺寸和溫度估算對艦船幾何模型進(jìn)行合理簡化,并對其簡化幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,然后分析其傳熱特點(diǎn)及規(guī)律,對內(nèi)部傳熱進(jìn)行簡化并選擇合理的邊界條件與輻射模型,通過數(shù)值計(jì)算得到艦船表面的溫度場分布。計(jì)算結(jié)果表明航行過程中的艦船主要高溫紅外輻射源為煙囪排煙出口、動(dòng)力艙部位及相控陣?yán)走_(dá)表面,其中最高溫度出現(xiàn)在煙囪排煙出口,約為450 K。在計(jì)算溫度分布的基礎(chǔ)上,采用蒙特卡羅射線蹤跡法計(jì)算并獲得了艦船在不同探測方向的輻射特性。得到了日照時(shí)間,航行方向和探測波段等多種重要參量對艦船輻射特性的影響。此外,艦船作為海洋特定環(huán)境下的目標(biāo),不能脫離背景而獨(dú)立存在,因此需建立合適的海面模型來分析艦船在海面背景下的紅外輻射特性。本文利用Cox-Munk粗糙海面模型和遮蔽函數(shù),并結(jié)合蒙特卡洛方法計(jì)算粗糙海面反射特性。分析海面輻射的組成部分,結(jié)合粗糙海面雙向反射分布函數(shù)計(jì)算并得到了不同入射角,不同風(fēng)速以及不同紅外波段下海面輻射亮度隨探測角度的變化規(guī)律,計(jì)算結(jié)果與實(shí)測結(jié)果比較,其誤差小于15%。紅外熱像可以直觀且定性地判別艦船目標(biāo)的特征部位、分析艦船與海面的對比特征。本文考慮大氣傳輸?shù)乃p作用,根據(jù)坐標(biāo)變換及投影法則分別模擬海面背景和艦船目標(biāo)的紅外熱像,并將艦船與海面的紅外熱像進(jìn)行融合,分析探測高度及探測角度對海面背景下艦船目標(biāo)紅外特征的影響。分析結(jié)果表明,由于大氣衰減的影響,隨著探測高度的增加,艦船最高輻射亮度減小。對于不同探測天頂角,垂直方向?yàn)樽罴烟綔y角度。
【關(guān)鍵詞】：艦船目標(biāo) 輻射特性 粗糙海面 紅外熱像
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U674.70;TN215
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 目標(biāo)輻射特性10-13
• 1.2.2 背景輻射特性13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 艦船目標(biāo)溫度分布模擬16-32
• 2.1 引言16
• 2.2 艦船傳熱模型建立16-21
• 2.2.1 艦船能量守恒方程16-17
• 2.2.2 艦船邊界條件17-19
• 2.2.3 艦船計(jì)算模型19-21
• 2.3 艦船溫度分布模擬21-30
• 2.3.1 幾何模型建立與簡化21-23
• 2.3.2 模擬參數(shù)的選擇23-25
• 2.3.3 模擬結(jié)果分析25-30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第3章 艦船目標(biāo)輻射特性分析32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 艦船表面紅外輻射32-33
• 3.3 蒙特卡洛射線蹤跡法模擬艦船輻射特性33-38
• 3.3.1 艦船數(shù)據(jù)前期處理33-34
• 3.3.2 光線漫射方向概率模型的應(yīng)用34-35
• 3.3.3 定積分計(jì)算與坐標(biāo)轉(zhuǎn)化35-37
• 3.3.4 模擬過程37-38
• 3.4 模擬結(jié)果分析38-42
• 3.4.1 時(shí)間對艦船輻射特性的影響38-40
• 3.4.2 航行方向?qū)ε灤椛涮匦缘挠绊?/span>40-41
• 3.4.3 探測波段對艦船輻射特性的影響41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 海面輻射特性分析43-62
• 4.1 引言43
• 4.2 粗糙海面模型建立43-55
• 4.2.1 雙向反射分布函數(shù)43-44
• 4.2.2 Cox-Munk粗糙海面模型44-47
• 4.2.3 Monte Carlo法計(jì)算粗糙海面雙向反射分布函數(shù)47-49
• 4.2.4 計(jì)算結(jié)果與分析49-55
• 4.3 海面輻射計(jì)算模型55-60
• 4.3.1 海面發(fā)射率計(jì)算55-57
• 4.3.2 海面輻射亮度計(jì)算57-58
• 4.3.3 計(jì)算結(jié)果與分析58-60
• 4.4 本章小節(jié)60-62
• 第5章 艦船與海面紅外熱像融合仿真62-75
• 5.1 引言62
• 5.2 艦船與海面紅外熱像模擬過程62-70
• 5.2.1 大氣傳輸模型62-63
• 5.2.2 海面背景紅外熱像仿真63-64
• 5.2.3 艦船目標(biāo)紅外熱像仿真64-67
• 5.2.4 仿真模擬結(jié)果分析67-70
• 5.3 艦船目標(biāo)與海面背景紅外熱像融合70-74
• 5.3.1 探測高度對融合圖像的影響70-72
• 5.3.2 探測角度對融合圖像的影響72-74
• 5.4 本章小節(jié)74-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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  本文關(guān)鍵詞：海面背景下艦船目標(biāo)紅外輻射特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：387660