对卫星遥感大气订正6S模型中的算法的探讨

对6S模型中的算法进行了探讨,并提出了不同的看法：a．6S模型中将向上辐射强度分解为5个组分是没有必要的,事实上其中有些组分很难计算,其计算结果也不够精确,同时这5个组分之和也并不严格等于总辐射强度;b．6S模型对邻近效应的计算也存在着较大误差;c．一维地-气耦合辐射的数值计算只是一个很简单的问题,宜首选国际辐射传热界发展的离散坐标法来求解;d．宜选用逆向蒙特卡罗法来分析邻近效应．另外,对最近提出的多步法做了进一步扩展,以使其能计算更多的向上辐射强度组分．最后,提出了一种更便于大气订正的向上辐射强度划分方法．     

用逆向蒙特卡罗法分析卫星遥感中的邻近效应

采用逆向蒙特卡罗法研究了邻近效应,提出了新的数值技巧来计算向上辐射强度组分(即程辐射强度、目标强度、地气交叉辐射)．给出了一个算例,并与6S模型的计算结果进行了比较．     

用于卫星遥感大气订正的一种辐射强度算法(Ⅰ)

基于改进的微分近似法以及大气辐射DOS ISW算法,提出了用于大气订正的一种简单而精确的计算向上辐射强度的算法——多射线法,即对于沿着每一个投射到遥感器上的方向,分别用几个完全相同的带无穷小加权的离散方向来代表总辐射强度以及程辐射等组分,该算法考虑了地-气交互作用,可计算到任意高的精度,还可同时计算从任意方向投射到空基或地基遥感器上的辐射强度组分．     

离散辐射强度法计算冲击加热炉温度场的数学模型

离散辐射强度法计算辐射传热是热流密度法的一种修正方法,它引进了比辐射热流密度更原始的变量即辐射强度。本文采用紊流动量方程、K-ε双方程紊流模型及能量方程相结合的方法对冲击加热炉内温度场进行了数值模拟,其中能量方程的源项辐射传热采用离散辐射强度法计算,为以对流传热为主的综合传热过程提供了一种理论研究途径。     

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.     

波荡器磁场偏差对辐射谱的影响

磁场偏差的存在，严重地影响波荡器的辐射谱．用数值模拟方法计算出场偏差对即将建造的合肥８００ＭｅＶ电子储存环波荡器基波辐射谱及三次和五次谐波辐射谱的影响，并给出了辐射强度随光学相位的变化关系，提出了要得到较好辐射强度的光学相位差的极限值．     

彗—木相撞辐射引力波的估算

选用一合理的模型，估算了１９９４年７月发生的彗（ＳＬ９）—木相撞辐射引力波的强度和功率．所得结果表明引力辐射强度远低于目前引力波检测装置所达到的灵敏度．计算过程与所得结果富有启发性     

介质阻挡放电中Ar－Hg等离子体辐射的研究

研究了碰撞、辐射、原子和分子的计算模型（ＣＲＡＭ）模拟介质阻挡放电中Ａｒ－Ｈｇ等离子体的动态特性．在本模型中，不仅考虑了汞原子内部能级的跃迁，也考虑了准分子的形成过程．从介质阻挡放电等离子体的非平衡特性出发，对等离子体的演化全过程进行了模拟．在发展了一种新的处理电子、离子复合方法的基础上，得到了Ａｒ－Ｈｇ等离子体的演化规律．此外，还研究了汞原子的共振辐射及其准分子辐射强度与电源频率和管壁温度的关系．其中，汞原子的共振辐射强度反转的结果是与所报道的实验结果相一致的．     

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.     

液体火箭发动机羽烟三维紫外辐射仿真研究

针对液体火箭发动机羽烟紫外辐射的空间分布问题,建立三维数值计算模型.该模型采用标准κ-ε湍流模型和PDF模型仿真羽烟流场的状态参数,根据HITRAN数据库计算流场内吸收系数分布,并利用离散坐标法求解辐射传输方程,计算三维空间的紫外辐射分布.测试结果表明:三维紫外辐射模型的计算结果与实验数据一致,能够反应不同视角下液体火箭发动机羽烟紫外辐射强度的空间变化.     

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。     

砷化镓光导开关中流注自发辐射实验的理论分析

分析了高增益砷化镓光导开关中流注（即电流丝）一端不同辐射波长的自发辐射实验现象,导出了不同辐射波长的辐射复合系数之间的关系,拓展了电流丝的自发辐射随电流丝电流变化的数学模型．计算结果表明,丝电流相同时流注自发辐射的其他峰值强度略小于890nm自发辐射强度．     

固发羽流流场及辐射特性随飞行状态的变化规律

为了探讨火箭不同飞行状态对发动机羽流流场结构及辐射特性的影响,对不同飞行高度、来流马赫数以及实际飞行轨迹进行了研究,分析了流场的温度分布以及辐射特性的规律.首先利用FLUENT模拟了不同飞行状态下固体火箭发动机羽流复燃流场,然后分别使用Mie理论和HI-TEMP数据库结合全光谱K分布模型计算了羽流的固相和气相辐射物性参数,最后通过广义源项有限体积法计算了不同飞行状态下固发羽流在波长范围为1.5～5.5 μm下的光谱辐射强度.结果 表明:在来流马赫数相同时,随着飞行高度的增加,羽流辐射强度也随之增加;而在同一飞行高度下,来流马赫数增加时,羽流辐射强度会随之减小;在模拟火箭的实际飞行过程中,随着时间的推移羽流辐射强度随之减小,达到一定飞行高度后,羽流复燃效应不明显,羽流辐射强度变化趋于平缓.     

用离散坐标法计算卫星遥感成像过程

发展了一种既可以计算多维大气辐射,又可同时计算卫星遥感成像的新型方法,其步骤是：首先采用一个常规的离散坐标求积系列计算多维大气辐射场;然后采用DOS ISW计算投射到卫星遥感器镜头上的辐射强度,从而获得遥感器CCD相机靶面上的辐射能分布．给出了一个尝试性的计算示例．     

利用He+离子链模型增强谐波辐射强度

本文提出一种利用He~+离子链模型来增强谐波辐射强度的方案.通过求解薛定谔方程,理论模拟了单个He~+离子以及He~+离子链辐射谐波的特点,并结合电离几率,谐波辐射时频分析图,含时电子波包运动分析了谐波辐射及电子运动过程.计算结果表明,使用He~+离子链模型可以有效增强谐波强度以及延伸谐波截止能量.     

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.     

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。     

带电粒子沟道辐射在高能物理中的一种可能应用

引入正弦平方势,并在抛物线近似下解析地处理了沟道辐射的瞬时辐射强度和平均辐射强度.结果表明沟道辐射的平均辐射强度与相对论因子γ的平方成正比.于是指出了可望用它来识别超高能粒子,而且强调了粒子能量越高越容易被识别.注意到沟道辐射大部分都集中在粒子运动方向、角宽θ≈1/γ的范围内,可见粒子能量越高角宽越窄,这又为超高能粒子的识别进一步提供了有利条件.最后,以正电子在碳单晶中的(110)面沟道辐射为例进行了计算,揭示了如何从平均辐射强度来识别超高能粒子的可能性.     

利用MODIS数据直接估算晴空区干旱与半干旱地表净辐射通量

通过对地表处向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射通量的4个能量收支分量的参数化,利用多个MODIS陆地和大气产品,给出一个不需要地面观测气象数据,仅用卫星遥感数据来计算晴空条件下干旱与半干旱地表上的净辐射通量计算方案。方案计算了2003年7—10月、2004年7—11月及2005年6—10月期间退化草地89个晴空数据和农田85个晴空数据,与地面观测数据对比表明方案能有效计算净辐射通量,均方根误差达到47·5和49·2W/m2,优于国内外同类研究的精度。     

利用MODIS数据直接估算晴空区干旱与半干旱地表净辐射通量

通过对地表处向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和 向上长波辐射通量的4个能量收支分量的参数化, 利用多个MODIS 陆地和大气产品, 给出一个不需要地面观测气象数据, 仅用卫星遥感数据来计算晴空条件下干旱与半干旱地表上的净辐射通量计算方案。方案计算了2003 年7?10 月、2004 年 7?11 月及 2005 年 6?10月期间退化草地 89 个晴空数据和农田85个晴空数据, 与地面观测数据对比表明方案能有效计算净辐射通量, 均方根误差达到 47. 5 和49. 2 W/m², 优于国内外同类研究的精度。