外形包络面的尾焰红外图像仿真-论文.pdf

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1、第43卷第6期红外与激光工程2014年6月Vo1．43NO．6InfraredandLaserEngineeringJun．20l4外形包络面的尾焰红外图像仿真张志波，童中翔，王超哲，李建勋，贾林通(空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038)摘要：基于粒子系统的尾焰红外图像仿真计算量大，难以与红外辐射的计算模型相结合。为了解决这个问题，首先提出了基于化学反应式的航空发动机尾焰气体组分计算模型，改进现有的尾焰流场工程计算方法；然后提出了基于外形包络面的尾焰红外图像仿真模型，研究了包络面的建立、包络面模型与流场计算模型以及气体辐射计算模型的结合、包络面模型对尾焰红外图像影响三个相关问

2、题；最后通过数值仿真得到了尾焰的红外图像。结果表明：尾焰的红外图像主要由其核心区的高温气体决定；当包络范围增大到一定程度后，尾焰图像与选用的包络面的外形无关；选择一个易于划分面元的包络面模型，并划定能全面反映尾焰辐射分布特征的小包络面范围，可使尾焰图像的生成更加高效准确。关键词：红外辐射；成像仿真；C—G近似；尾焰；流场计算中图分类号：TN215文献标志码：A文章编号：1007—2276(2014)06—1788—06SimulationofplumeIRimagebasedonfigureenvelopeZhangZhibo，TongZhongxiang，WangChaozhe，LiJi

3、anxun，JiaLintong(AeronauticsandAstronauticsEngineeringCollege，AirForceEngineeringUniversity，Xian710038，China)Abstract：TheplumeIRimagesimulationbasedontheparticlesystemneededlargecomputationandwasdificulttobeintegratedwiththeIRcalculationmode1．Tosolvetheproblem，firstlybasedonthechemicalreactionform

4、ula，thegasfractioncalculationmodeloftheaeroengineSplumewasestablished，andtheengineeringplumeflowfieldcalculationmethodwasimproved．Thenbasedonthefigureenvelopemodel，thesimulationmodeloftheplumeIRimagewasestablished．Andthreerelativeproblemswerestudied：howtoestablishthefigureenvelope，howtocombinethef

5、igureenvelopemodelwiththeflowfieldcalculationmodelandgasIRlightnesscalculationmodel，andtherelationbetweenthefigureenvelopeandplume1Rimage．Finally，theplumeIRimagewasgeneratedbynumericalsimulation．TheresultsshowthattheplumeIRimageisdefinedbythehightemperaturegasofthecorearea；theplumeIRimageisunrelat

6、ablewiththefigureenvelopewhentheenvelopeisenlargedtoacertainextent；theplumeIRimageisgeneratedmoreeffectiveandaccuratewhenthefigureenvelopeiseasytobedividedintomeshes，issmallbutCallreflecttheplumeradiationdistributioncharacters．Keywords：infraredradiation；imagingsimulation；C—Galgorithm；plume；flowfie

7、ldcalculation收稿日期：2013—10—12：修订日期：2013—11一l5基金项目：国家自然科学基金(61172083，61203134)作者简介：张志i~(1988-)，男，硕士生，主要从事飞行器红外对抗技术方面的研究。Email：jiajiangzzb@163．gore导师简介：童中翔(1958-)，男，教授，博士生导师，主要从事飞行器红外对抗技术方面的研究。Email：tzxkgy@163．CO1TI