红外辐射加热过程分析

根据物体对辐射的吸收理论，阐明当光辐射波长与金属氧化物共振吸收波长匹配时，辐射能量将全部被吸收。由一定成分的金属氧化物组成的红外涂料，将产生特定波段的红外辐射，在金属加热过程中红外辐射传递将起着快速加热的作用。     

自然地表红外辐射场模型的改进

改进了以地表一维热平衡方程为基础的地表红外辐射场的理论模型,该模型考虑了具有不同地形的地表微元之间通过反射和透射等多种形式进行能量交换的物理过程.通过实测数据验证模型后发现,该模型模拟的地表温度比较合理.比较了由该模型和概率分布函数模型计算得到红外波段的辐射值,辐射能量结果基本一致;通过该模型的计算机模拟可以得到自然地表红外辐射场,可以反映辐射能量的空间分布.     

对沙尘粒子的单粒子散射、消光与吸收研究分析

大气沙尘通过散射、吸收太阳辐射和吸收、发射红外辐射直接影响大气系统的辐射能收支,从而影响区域或全球的气候及生态环境。本文通过数值法研究了近红外和中红外波段电磁波所受沙尘粒子的散射和衰减特性。     

光幕幕厚与大气对弹丸红外热辐射探测性能影响研究

为改善光电探测靶的探测性能,研究了光电探测器对光幕区中弹丸红外热辐射能的获取,分析了幕厚、弹丸长度、弹丸辐射面积、大气衰减与光幕区弹丸红外热辐射特性的关系。采用将弹体划分为多个小面元的方法,建立了弹丸红外热辐射计算方程。研究了光电探测器的弹体红外热辐射通量计算方法。根据红外热辐射大气衰减理论,分析了不同波长光电探测器获得的弹丸红外热辐射能与大气透过率的关系,并计算了光电探测器在不同幕厚和作用距离下获得的弹丸红外热辐射能。结果表明:当探测距离一定时,弹丸作用于光幕的表面红外热辐射能与光电探测器接收辐射能成正比;当弹体长度与幕厚相等时,光电探测器获得的信号最强;距离越远大气的红外透过率越小,探测灵敏度越低;3~5μm波长光电探测器可获得最佳弹丸红外热辐射能。     

液冷塞式二元喷管对发动机红外辐射影响仿真及实验研究

数值仿真和实验研究了液冷塞锥不同冷却效率对配装二元寨式喷管的发动机红外辐射特征影响。研究结果表明:对塞锥进行冷却后,可有效降低发动机尾向3μm~5um波段红外辐射特征。对于发动机喷流红外辐射,采用塞锥液冷措施可有效降低喷流红外辐射,当冷却水量为0.1kg/s、0.2kg/s和0.3kg/s时,喷流0°~90°红外辐射强度均值分别可降低31.9%、53.5%和68.7%。对于发动机固体辐射,塞锥冷却效率在0.3~0.7范围,发动机尾向0°~30°固体红外辐射特征随冷却效率的升高而迅速降低;当冷却效率达到0.7以上时,发动机机尾向 0°~30°固体红外辐射特征降低趋势减缓。实验结果表明当冷却水量为 0.3kg/s 时,塞锥冷却效率达到 0.876,相对于基准发动机,隐身型发动机在0°~10°红外辐射均值可降低94.77%。     

辐射板强化喷管换热与红外抑制效果试验研究

试验研究了在发动机喷管中加装金属辐射板前后,喷管壁面温度、热喷流温度与喷管红外辐射特征的变化。结果表明,加装金属辐射板后,热喷流与喷管壁面之间的热量传递显著增强,热喷流中心温度降低,壁面温度明显升高,在90°方向上,热喷流3～5μm波段的红外辐射强度降低了38.5%。文中从热喷流、喷管壁面以及金属辐射板等相关部件的温度变化情况对红外辐射强度的变化原因进行了解释。      

煤岩的红外信息随应力变化的实验研究

利用红外遥感技术对煤和岩石加载直至破裂过程中的红外辐射信息进行了实测研究，结果发现：煤和岩石的红外辐射温度场随应力状态的改变而发生显著变化，破坏前这些变化表现出前些前兆信息特征。这将为预测、预报地震及煤岩灾害动力现象研究提供依据。     

基于红外光谱的空间点目标红外特征提取方法

根据空间点目标红外辐射光谱的特点,提出了一种新的基于双波段红外光谱数据的目标红外特征提取反演算法,对算法的有效性进行了分析,并对最大迭代次数、误差范围和缩放系数等影响算法计算效率与精度的主要参数的选取与设置问题进行了讨论.在此基础上,针对具有不同光谱特征的残余杂散辐射,分析了残余杂散辐射对目标-背景辐射对比度及目标红外特征提取精度的影响.研究结果表明,论文提出的反演算法能够有效地提取不同温度目标的红外特征信息,且计算速度快、耗时短;残余杂散辐射将对目标有效辐射面积和温度的提取精度产生一定的影响,但对目标温度提取精度的影响相对要小一些.     

巡航导弹的红外辐射特征研究

根据地面防空的需要，深入研究了巡航导弹的红外辐射特征，对构成巡航导弹红外辐射条件的气动加热、羽流和尾喷管辐射三方面进行了分析计算，给出了计算结果，并进行了相关分析。     

青藏高原东部及周边地区热红外背景场特征

背景场是卫星红外地震异常研究的基础。利用均值法构建红外背景场,并从季节、纬度和地形等方面分析了强震高发的青藏高原东部及其周边地区的卫星红外辐射背景场特征。结果显示,青藏高原东部及其周边地区红外背景场具有明显的季节年变化特征,但不同地区的年变化趋势不完全一样;红外背景场具有纬度特征,高纬度地区年变幅度大,低纬度地区年变幅度小;红外背景场还具有地形特征,地形起伏大的地方红外辐射波动幅度大,地形起伏小的地方红外辐射波动幅度小,红外辐射与海拔成负相关关系。这些分析结果有助于深入理解卫星红外背景场,对卫星红外地震监测应用具有一定的科学参考价值。     

天空背景红外图像仿真

为了使天空背景辐射强度光谱分布最终生成红外探测器焦平面上背景辐射功率分布图像,需要对天空背景辐射各影响因素进行分析,建立准确的背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型.本文利用MODTRAN软件计算不同天候条件下的天空背景辐射强度光谱分布,建立了背景辐射到探测器光学系统焦平面的辐射能量传输模型,给出了天空背景在焦平面上的辐射功率计算方法,利用天空背景辐射功率分布生成其红外图像.最后编写了仿真软件,生成不同天候天空背景图像,并与红外热像仪拍摄的天空背景图像进行了比对,其变化趋势有较高的一致性.     

一个简单船体模型的热像模拟（一）

红外热像在国防、工农业生产及科研各领域中有着广泛的应用,而其理论建模又具有极其经济和有效的特点。为此,我们查阅了大量的文献,根据国外的研究情况,在综合考虑各种热效应的基础上,通过合理简化,得到了相应的物理模型。在考虑到外界环境（太阳、天空、海面等）热辐射,空气对流换热和船体模型各部分之间传导及辐射等传热效应的基础上,建立了稳态热交换方程组。在给定一组外界环境参数、船体模型几何结构参数和材料热物性参     

复杂地面背景红外热像模拟

该文利用数字地面高程模型(DEM)数据生成了三维地形结构,利用蒙特卡洛方法计算了复杂地形对太阳辐射的遮挡情况,获得了太阳辐射投影系数和地表上的太阳辐射强度分布.利用一维温度模型和太阳辐射强度分布,建立了地表的三维温度分布的计算方法和复杂地表的红外辐射特性的计算方法,利用蒙特卡洛方法计算了地表对太阳红外辐射的反射,获得了较为逼真的复杂地表红外模拟热像.     

喷水对火箭发动机羽流红外特性的抑制作用研究

为研究喷水对火箭发动机发射时排气羽流红外辐射的抑制作用,建立了羽流气液两相流场和红外辐射传输的计算模型,通过在能量方程中引入辐射源项和水的汽化导致的能量源项,实现了辐射计算和两相流场计算的耦合求解.计算中采用M ixture多相流模型求解气液两相流流场,使用汽化模型模拟了水的汽化效应.使用离散坐标法求解辐射传输方程,得到了3个主要波段内羽流的红外强度分布,将计算结果与红外热图进行对比,验证了计算结果的可靠性.研究结果表明,喷水后辐射强度在喷水管之后的大范围区域内明显降低.     

星载干涉红外光谱仪能量分析与计算

星载干涉红外光谱仪的能量特性如系统信噪比、系统灵敏度等对仪器的性能起着决定性作用;在设备研制前对光谱仪系统的能量特性进行有效的分析与计算是非常必要的.从红外辐射基本定律及其应用要求着手,建立了星载干涉红外光谱仪能量辐射计算模型,推导出了有效的能量估算方法和公式,并结合所从事的实际项目给出了仿真结果与结论.光谱仪的信噪比和灵敏度受干涉仪效率、F数、工作帧频、探测器等各种参数的共同影响,仪器优化设计应综合考虑各参数的影响.     

动态红外图像的计算机仿真技术研究

针对红外探测系统,进行了动态红外图像的计算机仿真生成技术研究.主要解决了以下四个问题:1.分析了飞机目标的红外辐射特性,包括发动机尾焰、尾喷口及飞机蒙皮的辐射计算方法;2.讨论了大气衰减对目标红外辐射特性的影响,对利用理论模型得到的目标红外辐射图像进行了修正,获得了较接近实际的模拟红外热图像;3.对探测成像系统的噪声仿真进行研究;4.完成软件编程,实现动态红外图像的仿真生成.     

Estimating the outgoing longwave radiation from the FY-3B satellite visible infrared radiometer Channel 5 radiance observations

Based on the infrared radiation transfer model, the outgoing longwave radiation (OLR) and Channel 5 radiance of Fengyun-3B (FY-3B) satellite visible infrared radiometer (VIRR) were simulated for 3812 global soundings. Using regression analysis of the simulations, an inverse model, which connected the flux equivalent brightness temperature with the channel brightness temperature, was derived. By applying the model to the FY-3B VIRR L1 data, the global OLR data at the time of the passing of the FY-3B were processed. The quality of the data was validated by comparing it with that of the NOAA-18 satellite’s advanced very high resolution radiometer (AVHRR). The validation results show root mean square errors in the range 10-13 W/M 2 when comparing the daily average OLR of the VIRR with that of the NOAA-18 AVHRR, and the correlation coefficients were in the range 0.97-0.98. The larger RMSE is mainly due to the different passing times of the two satellites for the specific locations on the Earth. An example of the OLR data and its preliminary applications are given.     

基于多重角度离散的排气系统红外辐射特性数值模拟

为解决有限体积法耦合求解排气系统红外辐射特性时角度离散数目不足的问题,提出多重角度离散方法,并计算了某轴对称排气系统的空腔-喷流组合红外辐射特性。用较粗的离散角度耦合计算每个喷管空腔微元面的辐射亮度,用较细的离散角度对空腔-喷流组合辐射的每个控制角进行独立计算,求解红外辐射强度。结果表明,多重角度离散方法可以使排气系统红外辐射程序在保证计算精度的同时,探测方向更加灵活,克服了有限体积法求解喷管空腔-喷流组合辐射强度分布时角度离散数目不足的问题。     

太阳能红外干燥中草药的紫外光谱研究

选取药用部分不同的中草药２５种，分别用传统干燥方法和温室型太阳能远红外踪合干燥装置干燥同种样品，研究样品的紫外吸收光谱。