水下航行器热尾流目标海平面探测红外成像仿真

红外成像是探测水下航行器海平面热尾流目标的重要方法。采用建模仿真的方法,基于尾流区海平面温度分布特征,结合三维坐标变换和投影映射方法实现热尾流目标的红外成像仿真过程,得到在相同探测条件下热尾流的辐射能量随波段的分布,以及不同探测方位角与高度下热尾流在像平面内的形态及红外辐射亮度的变化规律。论证了噪声对典型工况条件的热尾流与背景海面的对比度和清晰度,以及热尾流目标的探测和识别难度的影响。仿真结果表明:相同探测条件下,热尾流在8 μm^12 μm波段的辐射能量远远大于3 μm^5 μm波段;随着探测高度的增加,热尾流区域的红外辐射观测亮度逐渐减小;探测路径长度一定时,探测天顶角增大,热尾流红外辐射观测亮度减小,并且热尾流在像平面内所占区域逐渐减小。

考虑太阳辐射影响的飞机实时红外探测成像仿真

针对飞行器红外探测过程的成像仿真,有助于红外隐身效能的评估,进而提高应对红外探测的反侦察能力。建立了飞机红外成像仿真模型,并针对不同的飞行姿态、速度以及不同的探测时间,求解其蒙皮温度与红外辐射亮度,结果表明当飞机从低速到高速运行时,太阳辐射条件与气动加热层温度分布分别成为影响其成像结果的主要因素。建模方法及仿真结果对飞行器的隐身设计具有指导意义,为飞机实时红外成像场景的生成提供理论基础。

激光辐照下卫星筒体部分多物理建模及毁伤效应分析

激光反卫星武器是干扰、破坏星载光电仪器设备或摧毁卫星平台的重要手段。基于Fourier的非稳态导热方程,结合靶材内部的实际结构和金属材料的高温特性,通过建模与数值仿真,实现了卫星筒体在激光辐照下毁伤的仿真过程,获得了典型工况下靶材的温度、熔化深度和内部应力分布等多物理变化规律。分析了不同功率密度的激光对靶材温度场和熔化速率的影响,以及靶材内部的应力耦合现象。分析结果表明:随着激光功率密度的不断升高,靶材的毁伤速率不断增加,但在相变处其熔化速率趋于稳定;同时,在典型工况下,由于应力耦合效应靶材会在极短的时间内超出许用应力值,发生损毁。