含粒子的紅外隱身涂層輻射特性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-16 11:48
當(dāng)代紅外探測(cè)技術(shù)的快速發(fā)展,給我國(guó)新一代戰(zhàn)機(jī)等武器作戰(zhàn)平臺(tái)隱身化改造的研制帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。含粒子的低發(fā)射率紅外隱身涂層作為一種有效的降低和削弱敵方紅外探測(cè)設(shè)備的手段,已經(jīng)得到廣泛的研究和應(yīng)用。低紅外發(fā)射率涂層通常是由樹(shù)脂粘結(jié)劑與顏料粒子組成的復(fù)合體系,其紅外隱身性能受到多種因素的影響,因此如何從理論上研究紅外隱身涂層中的各種參數(shù)對(duì)于涂層的影響,建立可靠的發(fā)射率模型,并以此來(lái)指導(dǎo)涂層的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn),就具有重大的意義。本文針對(duì)這一方面的主要研究?jī)?nèi)容如下:本文研究了含粒子的低發(fā)射率紅外隱身涂層中的紅外傳輸過(guò)程,利用能流理論和時(shí)域有限差分方法,結(jié)合前人研究成果建立了紅外隱身涂層發(fā)射率計(jì)算模型,并利用時(shí)域有限差分方法計(jì)算了涂層中顏料粒子在紅外大氣窗口的散射性質(zhì),并以此計(jì)算結(jié)果嘗試從微觀角度解釋低發(fā)射率涂層降低發(fā)射率的原因,發(fā)現(xiàn)單個(gè)金屬顏料粒子的散射特性對(duì)于涂層發(fā)射率影響顯著,單個(gè)顏料粒子的后向散射特性是影響涂層發(fā)射率最主要因素。之后利用所建立的發(fā)射率模型,計(jì)算并詳細(xì)討論了低發(fā)射率涂層中的多種因素對(duì)于涂層隱身性能的影響,并利用蒙特卡洛方法進(jìn)行涂層發(fā)射率計(jì)算結(jié)果的對(duì)比驗(yàn)證,通過(guò)兩種方法結(jié)合預(yù)測(cè)涂層中...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 紅外隱身基本原理
1.2.1 紅外隱身的范圍
1.2.2 紅外隱身機(jī)理
1.2.3 降低紅外發(fā)射率的方法
1.3 低紅外發(fā)射率隱身涂層
1.3.1 紅外隱身涂層的組成
1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第2章 低發(fā)射率涂層散射理論介紹
2.1 引言
2.2 電磁散射理論
2.2.1 Maxwell方程
2.2.2 散射振幅矩陣
2.2.3 Stokes參量
2.2.4 吸收截面、散射截面和衰減截面
2.2.5 獨(dú)立散射和非獨(dú)立散射
2.3 MIE散射理論
2.4 時(shí)域有限差分方法(FDTD)
2.4.1 引言
2.4.2 網(wǎng)格離散
2.4.3 完全匹配層邊界條件
2.4.4 數(shù)值穩(wěn)定性條件
2.4.5 近遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
2.5 算法有效性驗(yàn)證
2.6 本章小結(jié)
第3章 低紅外發(fā)射率隱身涂層的理論建模
3.1 引言
3.2 紅外隱身涂層中的輻射傳輸方程
3.3 紅外隱身涂層中的發(fā)射率公式建立
3.3.1 多流模型
3.3.2 Kubelka-Munk理論
3.3.3 二流模型的系數(shù)K、S
3.3.4 邊界反射系數(shù)R_i、R_g、R_e的計(jì)算
3.4 紅外隱身涂層中單粒子的散射性質(zhì)計(jì)算
3.4.1 不同顏料粒子形狀的散射性質(zhì)
3.4.2 不同材料顏料粒子的散射性質(zhì)
3.4.3 不同粒徑片狀粒子的散射性質(zhì)
3.4.4 不同厚度片狀粒子的散射性質(zhì)
3.5 本章小結(jié)
第4章 紅外低發(fā)射率隱身涂層發(fā)射率計(jì)算
4.1 涂層中顏料粒子粒子形貌的影響
4.2 涂層中顏料粒子材料的影響
4.3 顏料粒子半徑對(duì)涂層發(fā)射率的影響
4.4 顏料粒子厚度對(duì)涂層發(fā)射率的影響
4.5 涂層厚度對(duì)發(fā)射率的影響
4.6 涂層粒子濃度對(duì)發(fā)射率的影響
4.7 蒙特卡洛法對(duì)比驗(yàn)證
4.8 蒙特卡洛法計(jì)算結(jié)果
4.8.1 不同粒徑的片狀A(yù)l粉粒子的發(fā)射率研究
4.8.2 不同厚度的片狀A(yù)l粉粒子的發(fā)射率研究
4.8.3 Al粉粒子體積濃度和涂層厚度涂層發(fā)射率的影響發(fā)射率研究
4.9 兩種計(jì)算方法的比較
4.10 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]納米材料在隱身技術(shù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉欣偉,林偉,蘇榮華,李玉鵬,吳晴晴. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(S2)
[2]鋁基復(fù)合材料國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平及應(yīng)用狀況[J]. 張文毓. 航空制造技術(shù). 2015(03)
[3]多頻譜隱身涂層材料研究進(jìn)展[J]. 鄧龍江,周佩珩,陸海鵬,翁小龍,梁迪飛,謝建良. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2013(08)
[4]飛機(jī)紅外隱身技術(shù)研究[J]. 宋新波,呂雪艷,章建軍. 激光與紅外. 2012(01)
[5]非球形粒子的散射特性分析[J]. 王希影,阮立明,齊宏,王圣剛. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(08)
[6]碳納米管涂層紅外發(fā)射率的研究[J]. 王志鋒,史秀梅,余宗寶,李國(guó)斌. 兵器材料科學(xué)與工程. 2009(01)
[7]ZAO納米粉體的制備及其在紅外隱身中的應(yīng)用研究[J]. 岳春曉,姚蘭芳,汪國(guó)慶,魯鳳芹,關(guān)飛飛,謝伏將. 材料導(dǎo)報(bào). 2008(S1)
[8]低發(fā)射率紅外隱身涂料研究進(jìn)展[J]. 張凱,馬艷,范敬輝,譚云. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2008(01)
[9]有核細(xì)胞光散射強(qiáng)度分布的動(dòng)態(tài)特性[J]. 王亞偉,卜敏,崔青義,洪云,吳大建,蔡蘭. 中國(guó)激光. 2006(10)
[10]材料微結(jié)構(gòu)對(duì)紅外發(fā)射率的影響[J]. 崔寶生,汪長(zhǎng)春,賈永科,胡建華. 復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(03)
博士論文
[1]紅外與雷達(dá)波兼容隱身復(fù)合涂層的機(jī)理研究[D]. 劉凌云.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]納米ITO/聚苯胺復(fù)合型紅外隱身涂料的制備與性能研究[D]. 李天祿.東華大學(xué) 2015
本文編號(hào):3627911
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 紅外隱身基本原理
1.2.1 紅外隱身的范圍
1.2.2 紅外隱身機(jī)理
1.2.3 降低紅外發(fā)射率的方法
1.3 低紅外發(fā)射率隱身涂層
1.3.1 紅外隱身涂層的組成
1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排
第2章 低發(fā)射率涂層散射理論介紹
2.1 引言
2.2 電磁散射理論
2.2.1 Maxwell方程
2.2.2 散射振幅矩陣
2.2.3 Stokes參量
2.2.4 吸收截面、散射截面和衰減截面
2.2.5 獨(dú)立散射和非獨(dú)立散射
2.3 MIE散射理論
2.4 時(shí)域有限差分方法(FDTD)
2.4.1 引言
2.4.2 網(wǎng)格離散
2.4.3 完全匹配層邊界條件
2.4.4 數(shù)值穩(wěn)定性條件
2.4.5 近遠(yuǎn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換
2.5 算法有效性驗(yàn)證
2.6 本章小結(jié)
第3章 低紅外發(fā)射率隱身涂層的理論建模
3.1 引言
3.2 紅外隱身涂層中的輻射傳輸方程
3.3 紅外隱身涂層中的發(fā)射率公式建立
3.3.1 多流模型
3.3.2 Kubelka-Munk理論
3.3.3 二流模型的系數(shù)K、S
3.3.4 邊界反射系數(shù)R_i、R_g、R_e的計(jì)算
3.4 紅外隱身涂層中單粒子的散射性質(zhì)計(jì)算
3.4.1 不同顏料粒子形狀的散射性質(zhì)
3.4.2 不同材料顏料粒子的散射性質(zhì)
3.4.3 不同粒徑片狀粒子的散射性質(zhì)
3.4.4 不同厚度片狀粒子的散射性質(zhì)
3.5 本章小結(jié)
第4章 紅外低發(fā)射率隱身涂層發(fā)射率計(jì)算
4.1 涂層中顏料粒子粒子形貌的影響
4.2 涂層中顏料粒子材料的影響
4.3 顏料粒子半徑對(duì)涂層發(fā)射率的影響
4.4 顏料粒子厚度對(duì)涂層發(fā)射率的影響
4.5 涂層厚度對(duì)發(fā)射率的影響
4.6 涂層粒子濃度對(duì)發(fā)射率的影響
4.7 蒙特卡洛法對(duì)比驗(yàn)證
4.8 蒙特卡洛法計(jì)算結(jié)果
4.8.1 不同粒徑的片狀A(yù)l粉粒子的發(fā)射率研究
4.8.2 不同厚度的片狀A(yù)l粉粒子的發(fā)射率研究
4.8.3 Al粉粒子體積濃度和涂層厚度涂層發(fā)射率的影響發(fā)射率研究
4.9 兩種計(jì)算方法的比較
4.10 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]納米材料在隱身技術(shù)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 劉欣偉,林偉,蘇榮華,李玉鵬,吳晴晴. 材料導(dǎo)報(bào). 2017(S2)
[2]鋁基復(fù)合材料國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平及應(yīng)用狀況[J]. 張文毓. 航空制造技術(shù). 2015(03)
[3]多頻譜隱身涂層材料研究進(jìn)展[J]. 鄧龍江,周佩珩,陸海鵬,翁小龍,梁迪飛,謝建良. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2013(08)
[4]飛機(jī)紅外隱身技術(shù)研究[J]. 宋新波,呂雪艷,章建軍. 激光與紅外. 2012(01)
[5]非球形粒子的散射特性分析[J]. 王希影,阮立明,齊宏,王圣剛. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2009(08)
[6]碳納米管涂層紅外發(fā)射率的研究[J]. 王志鋒,史秀梅,余宗寶,李國(guó)斌. 兵器材料科學(xué)與工程. 2009(01)
[7]ZAO納米粉體的制備及其在紅外隱身中的應(yīng)用研究[J]. 岳春曉,姚蘭芳,汪國(guó)慶,魯鳳芹,關(guān)飛飛,謝伏將. 材料導(dǎo)報(bào). 2008(S1)
[8]低發(fā)射率紅外隱身涂料研究進(jìn)展[J]. 張凱,馬艷,范敬輝,譚云. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2008(01)
[9]有核細(xì)胞光散射強(qiáng)度分布的動(dòng)態(tài)特性[J]. 王亞偉,卜敏,崔青義,洪云,吳大建,蔡蘭. 中國(guó)激光. 2006(10)
[10]材料微結(jié)構(gòu)對(duì)紅外發(fā)射率的影響[J]. 崔寶生,汪長(zhǎng)春,賈永科,胡建華. 復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(03)
博士論文
[1]紅外與雷達(dá)波兼容隱身復(fù)合涂層的機(jī)理研究[D]. 劉凌云.華中科技大學(xué) 2006
碩士論文
[1]納米ITO/聚苯胺復(fù)合型紅外隱身涂料的制備與性能研究[D]. 李天祿.東華大學(xué) 2015
本文編號(hào):3627911
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