地面立体背景与沿海地面背景红外辐射特性的研究

《地面立体背景与沿海地面背景红外辐射特性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、南京理工大学硕士学位论文地面立体背景与沿海地面背景红外辐射特性的研究姓名：刘荣辉申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：韩玉阁20031201摘要本文通过理论建模给出了地面背景、海面背景及简单地物(储油罐)的红外热像模拟方法。建立储油罐三维温度场模型并运用有限差分法编程进行数值求解：采用地面高程数据(DEM)生成三维地表几何模型，建立了相应的地表温度场的一维瞬态导热数学模型，采用蒙特卡洛法求解地表单元的太阳入射投影面积，在前人工作的基础L刺地表的三维温度场进行了数值求解。选取一定的波浪礴，建立三维随机海浪的j¨可模型，生成海浪形念图形。计算各部分在红外波段内的红外辐射通量，综合

2、考虑探测器角度及位置的影响，将计算结果经过狄度化处理，用OpenGL生成了各部分的红外辐射图像。最后编制了温度计算与生成红外图像的软件。关键词：温度场地面高程数据蒙特卡洛法三维随机海浪OpenGL辐别通量红外图像AbstractThisthesispresentstheinfraredimagingmodeloftheterrainbackgrounds，offingbackgroundsandasimplegroundobject(oiltank)throughtheoreticsimulationandmakestheCOl‘1．espondingsoftwareforthe

3、purposeofthesimulationoftheinfrareddetectoranditsdenlonstrationThe3-DtransienttemperaturemodeloftheoiltankiSestablishedandthemodeliSsolvedwiththefinitedi腑rencemethodThe3-DgeometricalmodelofthegroundisbuiltbytheadoptionoftheDEM，andthefinitedifferencemethodisappliedtosimulatethetimeevolutionoft

4、emperatureinthesubsurfacematerialoftheterrainonthebasisofthepreviouswork．TheMonteCarlomethodisintroducedtocalculatethesun’Sincidentprojectiveareaofunitsurface．Acertainkindofwavespectrumischosentoestablishgeometricalmodelofthe3-Drandomwave．Theradiativefluxduringtheinfraredwavelengthofthethreep

5、artsiscalculated，andtheangleandpositionofthedetectoraretakenintoaccountandfinallytheradiativefluxpicturesofthethreepartsaresimulatedbyOpenGL．Keywords：temperaturefield，radiativeflux，MonteCarlomethod，DEM，three。dimensionalrandomwave，OpenGL，Infraredscene主要符号说明计算时刻，火气透过率密度，表面反射率表面的对流换热系数波尔茨曼常数表面在垂

6、直于太M入射光线的平面上的投影面积太R；直射辐射功率密度环境反射的太日j辐射功率密度单元外表面对地面的辐射传递系数空气的运动粘度太目1射线和斜面的法线n之间的夹角太⋯高度角，植被层·高度当地地理纬度E{地间距引起的修正值太日I常数人气质越拖曳系数零平面位移地面水蒸发率到达地表处的太阳辐射地表所吸收的太阳短波辐射经验常数，植被高度E岁⋯地表表面的反射辐射W海上风速EiIi2j}导热系数，}曼常数空气定乐比热表面发射率表面的实际换热面积表面的太⋯辐射吸收率太⋯散射功率密度单元外求而对大空背景的辐射传递系数风速空气的导湍系数表面相对水半面的倾角太⋯赤纬太刚方位角当天距离1月1日的天数人

7、气透明度计算时刻地表水扩散率经验常数，n1面密度地表吸收的人气K波辐射地表表面水的蒸发餐潜热交换重力加速度地表本身的热辐射阴影遮挡系数。o。以％铷‰i。卢。儿。厶，肌。丘乓皿g。imd4¨■jm。函，kmni￡t乓。地表向F的导热量，灰度值平均植铍层温度F的空气饱和水汽压地表表_皿的水分导延率汽化潜热地表的白身辐射降水率人气温度饱平¨比湿接收的红外波段范同内的天空背景辐射能量地表表面的空气动力学阻力植被层上方的净辐射地表表面阻力某一片度为矗的十壤层中湿润度的平均值深度坐标，海拔高