臨近空間高超聲速飛行器紅外目標特性研究.pdf

1、臨近空間高超聲速飛行器具有速度快，航程遠，突防能力強等獨特優(yōu)勢，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注與重視。針對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。紅外特性的研究對于目標的識別、跟蹤、攔截等有重大的意義。
　　本文使用有限體積法數值程序計算壁面熱流密度。其中，數值離散格式、化學反應模型、催化條件模型等固定，重點研究了壁面法向第一層網格高度對氣動熱數值計算的影響

2、。選取 ELECTRE鈍錐模型作為計算對象，以壁面參數雷諾數為網格準則，對比分析得到了模型不同部位的網格雷諾數適用范圍。
　　計算飛行器周圍高溫氣體的輻射和輸運時，氣體的光譜系數是必要的條件。激波層內氣體成分除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光譜數據庫，編寫了H2O，CO2，NO等氣體分子光譜吸收系數和光譜發(fā)射系數的逐線法計算程序，并與實驗數據進行對比，驗證了程

3、序的可靠性。
　　基于上述研究內容，本文以導彈頭部為幾何模型，計算得到了其繞流場參數及激波層內氣體的光譜系數，并建立了探測鏡面網格及相應節(jié)點的輻射場網格。發(fā)展了一套適用本文網格模型的高效率的網格搜索方法，通過插值方法將流場網格節(jié)點上的數據傳遞到輻射場網格節(jié)點上。最后通過求解離散化的輻射輸運方程，得到探測鏡面上的輻射照度值。
　　在數值計算復雜外形飛行器的氣動熱時，本文關于壁面法向網格尺寸對熱流計算影響的研究能夠為其提供網格劃