發(fā)布時間：2022-02-16 13:46

　　近年來,對導彈飛行可視化仿真的研究日趨增多,研究門檻也越來越低,尤其是隨著計算機圖形技術以及虛擬仿真技術的不斷創(chuàng)新,可視化場景的真實感也越來越強。如今,多物理場可視化仿真已成為可視化領域重要的研究方向。本文即基于這一背景,主要對彈道導彈飛行中段的紅外輻射特性進行了研究,并進一步實現(xiàn)了導彈飛行紅外輻射可視化仿真系統(tǒng)的構建。為了實現(xiàn)這一目的,本文主要完成了以下工作:首先對導彈飛行中段的傳熱環(huán)境和輻射環(huán)境進行了詳細的理論分析,并分別介紹了溫度場和輻射場基本的數(shù)值計算方法;在對導彈幾何模型進行合理簡化的基礎上建立了導彈表面溫度分布及其輻射力分布的計算模型,主要包括傳熱控制方程以及換熱邊界條件;同時,對溫度場和輻射場的計算結果運用Open GL API函數(shù)進行了量化顯示。其次針對溫度場求解耗時的問題研究了基于CUDA架構的溫度場快速計算方法。依據(jù)CUDA架構的特點對整個計算過程進行了任務分解,確定了串行部分和并行部分,并構建了計算軟硬件平臺,編程實現(xiàn)了溫度場計算的加速,同時對并行效率進行了探索和分析。最后,在傳統(tǒng)導彈飛行可視化仿真系統(tǒng)框架的基礎上,融合了導彈飛行溫度場以及輻射場等仿真節(jié)點,并最終... 

【文章來源】：國防科技大學湖南省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 相關技術領域理論基礎及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 紅外成像仿真技術
        1.2.2 基于CUDA的并行計算
        1.2.3 分布式仿真技術
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
    1.4 本章小結
第二章 紅外成像仿真理論基礎
    2.1 引言
    2.2 紅外成像仿真基本原理
    2.3 傳熱的基本方式和理論
        2.3.1 熱傳導
        2.3.2 熱輻射
    2.4 紅外輻射特性的數(shù)值分析方法
        2.4.1 輻射換熱的計算
        2.4.2 溫度場的計算
        2.4.3 熱邊界條件
    2.5 紅外輻射量化與顯示
    2.6 本章小結
第三章 導彈飛行中段紅外成像仿真計算與顯示
    3.1 引言
    3.2 導彈溫度分布理論模型
        3.2.1 控制方程
        3.2.2 輻射邊界條件
    3.3 導彈溫度分布數(shù)值計算
        3.3.1 網(wǎng)格劃分
        3.3.2 節(jié)點位置計算
        3.3.3 方程的離散化
        3.3.4 溫度場的仿真結果與分析
    3.4 導彈紅外輻射的計算與顯示
        3.4.1 自身紅外輻射
        3.4.2 反射環(huán)境紅外輻射
        3.4.3 導彈輻照度分析
        3.4.4 仿真結果與分析
    3.5 本章小結
第四章 基于CUDA的溫度場快速計算
    4.1 引言
    4.2 C UDA簡介
        4.2.1 CUDA的發(fā)展過程
        4.2.2 CUDA架構
        4.2.3 CUDA線程結構
        4.2.4 內(nèi)核函數(shù)的調(diào)用模式
    4.3 溫度場快速計算的編程實現(xiàn)
        4.3.1 計算平臺
        4.3.2 編程實現(xiàn)
        4.3.3 執(zhí)行時間和加速比
        4.3.4 計算結果與分析
    4.4 本章小結
第五章 基于HLA導彈輻射場可視化仿真系統(tǒng)實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 基于HLA的仿真系統(tǒng)總體框架設計
        5.2.1 H LA簡介
        5.2.2 總體框架設計
        5.2.3 聯(lián)邦時間管理策略的選擇
    5.3 導彈溫度場計算成員的實現(xiàn)
        5.3.1 導彈到太陽矢量在彈體系中分解
        5.3.2 導彈到地心矢量在彈體系中分解
    5.4 導彈三維場景綜合顯示的實現(xiàn)
        5.4.1 開發(fā)平臺
        5.4.2 三維實體建模
        5.4.3 可視化仿真軟件框架與模塊
        5.4.4 顯示存在問題的分析及方案
        5.4.5 導彈飛行三維場景綜合顯示效果
    5.5 本章小結
結束語
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于GPU的彈道快速計算方法[J]. 左軍濤,朱恩成,黃四牛,周武.  火力與指揮控制. 2012(09)
[2]一種航空發(fā)動機噴流紅外成像仿真模型[J]. 梅飛,江勇,陳世國,孔衛(wèi)東,文彬.  激光與紅外. 2012(08)
[3]可視化技術簡述[J]. 朱耀華,郝文寧,陳剛.  電腦知識與技術. 2012(06)
[4]空間錐形目標的紅外成像仿真[J]. 李陽,趙菲,張志勇,張路,盧煥章.  紅外與激光工程. 2012(02)
[5]CUDA并行計算的應用研究[J]. 董犖,葛萬成,陳康力.  信息技術. 2010(04)
[6]CUDA高性能計算并行編程[J]. 李波,趙華成,張敏芳.  微型電腦應用. 2009(09)
[7]導彈攻防對抗仿真可視化系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 周劍勇,王躍峰,羅汝斌.  系統(tǒng)仿真學報. 2009(18)
[8]可視化仿真技術發(fā)展綜述[J]. 康鳳舉,華翔,李宏宏,張博,蘇曼.  系統(tǒng)仿真學報. 2009(17)
[9]輻射換熱角系數(shù)的計算[J]. 白心愛.  紅外. 2008(08)
[10]基于HLA攻防對抗仿真中三維視景設計與實現(xiàn)[J]. 李宇翔,龔光紅.  系統(tǒng)仿真學報. 2005(12)

博士論文
[1]基于網(wǎng)格計算的分布式仿真關鍵問題研究[D]. 劉民岷.電子科技大學 2011

碩士論文
[1]基于GPU的導彈飛行中段溫度場可視化仿真技術研究[D]. 張曉宇.國防科學技術大學 2013
[2]溫度場的快速計算[D]. 李建璞.上海師范大學 2010



本文編號：3628077