无人机红外辐射特性数值模拟研究综述

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大气红外辐射传输模型的研究

大气红外辐射传输模型的研究大气红外辐射传输模型是气象学中一项重要的研究内容，通过对大气中红外波长下能量的传输与辐射状况进行研究，有助于更加精准地预测天气变化及相关气候现象，这也是大气科学的一个重要分支。

下面本文将围绕“大气红外辐射传输模型的研究”这一主题，分别从理论模型、数值模拟和实测观测等角度进行论述，并讨论其意义和应用。

一、大气红外辐射传输模型的理论模型大气红外辐射传输模型的理论模型是基于辐射传输理论及大气物理学对大气热平衡状态的理解而建立的。

这个模型从光谱学、大气物理学和气象学等多个角度出发，综合考虑大气分子和云雾等因素对热辐射的吸收、散射和散热作用，建立起大气红外辐射传输的一系列微分方程式，进而得到大气中辐射通量密度的垂直分布以及各层中辐射场的温度分布。

这个理论模型的主要特点是能够比较精确地预测大气热平衡状态的变化，如预测地表温度、云雾浓度、大气湿度等参数的变化情况，从而推出大气的热传输情况和红外辐射状况，为气象预报提供了重要参考依据。

此外，这个理论模型还有利于研究地球大气的能量平衡过程、对气候变化的影响等问题，具有重要的理论和应用价值。

二、大气红外辐射传输模型的数值模拟数值模拟是大气科学研究中一种常用的方法，可以借助计算机模拟的手段，快速准确地计算大气的红外辐射能量传输过程。

通过建立数值模型，计算出大气中的热辐射通量密度变化情况，可以更精细地掌握大气的热状态和辐射场的变化，进而对空气质量及气象预报作出更准确的预测。

构建数值模拟需要合理设置模拟网格、参考坐标系、边界条件等基本模型参数，如通过在大气模型中设置辐射源、辐射散热、计算大气层温度分布等，可以反演出大气热平衡状态的变化情况与辐射通量密度的变化规律。

此外，数值模拟方法还可以与实际监测数据进行比较、模型优化和预测改进，提高数值模拟的准确度和可靠性，使其在气象预测、气候变化研究等领域得到了广泛应用。

三、大气红外辐射传输模型的实测观测大气红外辐射传输模型的实测观测是检验和优化大气红外辐射传输模型的一种方法，它通过利用现代气象仪器和技术，对大气中红外波长下的辐射能量传输和吸收情况进行准确测量和分析。

工程流体力学中的无人机气动特性模拟与研究

工程流体力学中的无人机气动特性模拟与研究无人机的气动特性是指其在飞行过程中与空气相互作用的特性，包括气动力和气动力矩等。

通过模拟和研究无人机的气动特性，可以深入了解其飞行性能，并对无人机的设计和优化提供重要的参考。

在工程流体力学中，模拟无人机的气动特性通常采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）方法。

CFD方法基于数值求解的方式，通过对流体流动的基本方程进行离散化和数值求解，得到流场的分布和压力分布等重要参数。

因此，CFD方法能够精确地预测无人机的气动特性和飞行性能。

首先，无人机的气动特性模拟需要建立无人机的数值模型。

这包括无人机的几何形状、翼型、机翼布置和舵面等细节。

通过将这些信息输入CFD软件，可以构建无人机的数值模型。

其次，无人机气动特性模拟需要确定模拟的工况。

这包括无人机的飞行速度、迎角、侧滑角以及环境参数等。

这些参数将影响无人机的气动力和气动力矩。

然后，通过CFD方法求解无人机的流场分布。

CFD方法采用数值方法对流体的基本方程进行求解，得到空气在无人机周围的流动情况。

这一步需要注意设置合适的网格和边界条件，以保证数值方法的稳定性和精度。

在求解得到的流场分布的基础上，需要计算无人机的气动力和气动力矩。

这包括升力、阻力、侧力以及俯仰、偏航和滚转等力矩。

通过计算这些参数，可以得到无人机在不同工况下的飞行性能。

最后，对无人机的气动特性进行分析和优化。

根据模拟结果，可以评估无人机的性能优劣，并针对性地进行优化设计。

例如，可以通过改变无人机的机翼形状、翼展和翼型，来提高升力和减小阻力，以实现更好的飞行性能。

需要注意的是，在进行无人机气动特性模拟和研究时，需要考虑流动的可压缩性、非定常性以及湍流效应等因素。

这些因素将对无人机的气动特性产生重要影响，需要在模拟过程中进行适当的处理和考虑。

总结而言，工程流体力学中的无人机气动特性模拟与研究是一个复杂而关键的工作。

谈谈无人机红外热像仪

红外热像仪的主要参数解析新一代红外热像仪的基本结构解析介绍红外热像仪的构成一直以来都是众多群体关注的焦点，想要在后期选购以及使用过程当中发挥更好的效用，那么针对红外热像仪装置的基本结构以及使用常识就需要有着深入了解。

下面我们就来听听专业人士的简单分析介绍。

红外热像仪的基本构成第一、红外镜头，是帮助设备进行接收以及汇聚被测物体，所发射、散发出来的红外辐射能量第二、红外探测器组件是整个设备当中比较关键的结构，它的存在可以把热辐射型号变成电信号，传递给使用者或是商家用户。

第三、电子组件主要是为了帮助电信号进行相关的特殊处理。

第四、显示组件的存在是为了让使用者可以更好的看到相关数据图像，并且也进一步将电信号通过处理之后，转换为了可见光图像;第五、系统软件是热像仪当中不能缺失的一部分，在操作过程当中采集到的温度数据，需要通过系统软件从而转换成我们所要的温度读数以及图像。

红外热像仪的使用须知事项第一、想要在后期当中拥有一个较好的使用效果，那么就应该选择专业正规厂家购买红外热像仪装置，这样不仅性能和品质有着可靠保障，还能确保整个设备在后期使用过程当中，遇到任何问题，都会得到有效的解决。

第二、测温范围的确定可以说是后期操作时的一个关键，因为每个用户的使用条件不同，这个时候测温范围的确定也不一样。

尽可能在确定的时候，将所有的条件和因素都考虑周全，不要过窄也不要太宽。

第三、确定目标尺寸问题，因为所有的被检测物体可能存在大大小小尺寸不同的情况，这个时候必须确定好被检测尺寸大小，尽可能保持被检测目标的尺寸超过视场大小的一半最好，如果被检测的目标尺寸小于视场，很容易导致数据出现错误，并且出现误差现象。

这两年来，不同厂家推出的红外热像仪的构成成为了众多商家都非常关注的信息，希望通过上面的简单介绍，可以让各位使用者掌握基本的红外热像仪结构以及使用须知事项，在后期作出更为正确的操作程序。

热成像仪的基本工作原理以及使用须知事项现在热成像仪的应用范围非常广泛，随着热成像仪的工作原理得到了大家的肯定，让我们也见证了这类检测设备在不同领域内发挥的关键效用。

飞机红外辐射特性分析与易损性评估

ｔｈｒｅｅｍａｊｏｒＩＲｒａｄｉａｔｉｏｎｓｏｕｒｃｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｉｒｃｒｆｔａｓｋｉｎ，ｅｎｇｉｎｅｈｏｔｐａｒｔｓａｎｄｐｌｕｍｅａｒｅｂｕｉｌｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｏｄｅｌｓ，ｉｔ
ＬＩＪｉａｎ — ＸＩ１Ｎ，ＴＯＮＧＺｈｏｎｇ — ｘｉａｎｇ，ＷＡＮＧＣｈａｏ — ｚｈｅ，ＣＨＡＩＤｏｎｇ，ＺＨＡＮＧＺｈｉ — ｂｏ（ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００３８，Ｃｈｉｎａ）
第４３卷第２期
２０１３年２月
激光与红外
ＬＡＳＥＲ＆ＩＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖ０１．４３．Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１３
文章编号：１００１－５０７８（２０１３）０２－０１８０－０６
・红外技术及应用・
飞机红外辐射特性分析与易损性评估
李建勋，童中翔，王超哲，柴栋，张志波
（空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安７１００３８）

红外技术在无人机领域的应用

红外技术在无人机领域的应用一、引言近年来，随着无人机技术的发展，无人机在民用和军事领域的应用越来越广泛。

其中，红外技术在无人机领域的应用具有很高的重要性和潜力。

本文将介绍红外技术在无人机领域的应用现状和未来发展趋势。

二、红外技术概述红外技术是一种利用物体发出、反射或传导的红外辐射进行探测、成像和测量的技术。

其优点是可以在低光、雾霾、夜间等恶劣天气条件下进行探测，具有高度隐蔽性和难以被干扰的特点。

因此，红外技术在军事和民用领域具有广泛应用。

三、红外技术在无人机领域的应用1.红外成像系统红外成像系统是无人机上常用的一种传感器。

它可以通过感知目标的热辐射，将目标的热像转化为可见光的图像。

通过红外成像系统，无人机可以在夜间、恶劣天气等环境中进行目标搜索、识别和跟踪。

同时，红外成像系统可以探测到目标的热点，帮助无人机在复杂地形中进行侦察和搜索。

2.红外辐射测温在工业检测和许多科学实验中，对物体表面温度的测量非常重要。

红外辐射测温技术可以通过探测物体表面的红外辐射，获得物体表面的温度信息。

在无人机领域，该技术可以用于检测电力线路、石油管道等设施表面的温度变化，进行远程监测和预警。

3.红外干扰系统红外干扰系统是一种通过发射大量红外干扰源，干扰敌方红外制导器的系统。

在无人机领域，该技术可以用于对抗敌方的红外制导导弹，提升无人机的生存能力。

4.红外激光雷达红外激光雷达是一种利用红外激光进行探测、成像和测量的新型传感器。

该技术可以在短时间内获得高精度三维图像，并且可以探测到多种材料的信息，有很高的应用潜力。

在无人机领域，红外激光雷达可以用于地形测量、障碍物探测等方面，提高无人机的自主能力和制导精度。

四、未来发展趋势目前，红外技术在无人机领域的应用已经取得了很大的进展，但仍存在一些问题和挑战。

未来，红外技术在无人机领域的应用将会往以下四个方向发展：1.多光谱红外成像技术多光谱红外成像技术可以通过感知不同波长的红外辐射，提高红外成像的分辨率和反应能力。

红外光源辐射特性的蒙特卡洛模拟

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔａｎｄｈｉｇｈｓｔａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｉｎｆｒａｒｅｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｉｍｅｄａｔｒａｄｉａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄｂａｓｅｄｏｎＭｏｎｔｅＣａｒｌｏａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｅｔｏｂｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＡｆｔｅｒｗａｒｄｓｔｈｅｃｉｒｃｕｌａｒｃｙｌｉｎｄｅｒｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｏｆｔｕｎｇｓｔｅｎｌａｍｐｉｓｍｏｄｅｌｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄ．Ａｎｄｔｈｅｅｘａｃｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｒｒａｄｉａｎｃｅａｔｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｔｏｐｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ。ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｅｓｔａ］３ｌｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｎｏｎ—ｌｉｎｅａｒｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｅｔｈｏｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．ＡｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆａｓｓｅｍｂｌｙｌｏｃａｔｉｏｎＯｔｌｏｐｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓａｌＳＯｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓａｎｏｐｔｉｍａｌａｓｓｅｍｂｌｙｌｏｃａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｃａｌｓｏｕｒｃｅｏｕｔｓｉｄｅｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｔｈｅｒｏｔａｔｉｎｇｐａｒａｂｏｌｉｃｍｉｒｒｏｒ．Ｉｎｔｈｅａｓｓｅｍｂｌｙｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｐｅｒｍｉｔｔｅｄａｘｉａｌｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓ０．１ｍｍ，ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌ—ａｘｉａｌｄｅｖｉａｔｉｏｎｉｓ０．１ｍｍ，ａｎｄｔｈｅａｎｇｌｅｏｆｆｓｅｔｅｒｒｏｒｉｓ２。．Ｉｔｃａｎｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｓｙｓｔｅｍｒｅｑｕｉｒｅ－ｍｅｎｔｓｏｆｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｆｏｒｉｎｆｒａｒｅｄｔｒａｃｋｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｎｄｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｃａｎａｌｓｏｂｅｕｓｅｄｆｏｒｏｔｈｅｒｉｎｆｒａｒｅｄｌｉｇｈｔｓｏｕｒｃｅｆｏｒｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｒａｒｅｄｏｐｔｉｃａｌｓｏｕｒｃｅ；ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ；ｒｏｔａｔｉｎｇｐａｒａｂｏｌｉｃ；ｏｐｔｉｃａｌｅｎｅｒｇｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｆｉｃｉｅｎｃｙ

发动机排气系统红外辐射特性数值模拟

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红外光谱吸收与发射，然后采用辐射传递方程（Ｔ）ＲＥ积分法计算了发动机排气系统的红外辐射特征。结果表明，动机排气系统红外辐射强度沿天顶角的分布图不再是 “ ” ，是“ 发梨形而超
椭圆” 。形

飞机红外辐射特性及其探测技术研究_王超哲

［7 ］［6 ］
则尾焰在空中某一方向上在探测器工作波段的光谱辐射强度为：
2 H s， λR Ip = τa
（ 3）
R 为尾焰至观测点的距离； τ a 为尾焰至观测点式中，的距离 R 形成的透过率。 2． 2 尾喷口红外辐射模型由涡轮盘后面的加力筒形成的热空腔是典型的灰色辐射体，辐射率 ε ≈0 ． 8 ，温度同发动机工作状态有很大关系，额定工作状态的温度要远远小于加力工作状态的温度。热空腔温度可认为是排气温度，其红外辐射在空中某一方向上在探测器工作波段的辐射强度 I t 模型为： It = nεσT4 A t η λ1 － λ2 cosθ π
第 41 卷
第9 期
激光与红外 LASER ＆ INFRARED
Vol． 41 ， No． 9 September， 2011
2011 年 9 月
5078 （ 2011 ） 09099606 文章编号：1001-
·红外技术·
飞机红外辐射特性及其探测技术研究
王超哲，童中翔，芦艳龙，柴栋
（空军工程大学工程学院，陕西西安 710038 ）
T 为热空腔平均温
度； A t 为喷口壁在轴线上的投影面积； n 为发动机台数； θ 为喷口表面法线与探测器光轴之间的夹角，当 It = 0。 θ ＞ 90 ° 时， 2． 3 蒙皮红外辐射模型蒙皮的红外辐射可分为自身辐射和反射环境辐射两部分。由于飞行环境的不确定性，本文的研究先不考虑飞机对太阳辐射的反射。飞机高速飞行时，气动加热使飞机蒙皮温度升其温度分布可以用 FLUENT 软件计算，计算方法高，同上，只是边界条件和尾焰不同。在获取飞机蒙皮根据普朗克定律可以求出尾焰温度场中各点处的光谱辐射度 M λ，从而得到各点的光谱辐射亮度 b， L λ， b。对于空气喷气发动机尾焰辐射，利用传输方程可得到

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种非常理想的探测手段。随着高精度的红外探测跟
飞行器红外辐射特性的研究已经比较成熟，其研究
的理论和成果均可以在无人机红外辐射特性的研
究上借鉴使用。
收稿日期：００年３月７日，回日期：００４月３日２１修２１年
汪卫华
合肥２０３）３０１
摘
要
无人机的红外辐射特性是无人机战场生存能力和作战效能的重要因素。通过对无人机红外辐射特性研究的
无人机；红外辐射特性；数值模拟
Ｖ２９１
综述与分析，结了无人机红外辐射特性的特点、容、求和研究方法。总内要关键词
ＬｉｉｌｇＷａｇＷｅｈａｎｉＪｎｎｉｕ
（ｔｌｒａｅｆＰＡｒｉｅｙＡｃｄｍｙｏＬＡ。Ｈｅｅ２０３）ｌｆｉ３０１
ＡｂｔａｔＴｈｎｒｒｄｒｄａｉｎｃａａｔｒｓｉｏｎｎｅｅｉｌｅｉｌＳｏｅｏｈｅｙｉｐｒａｔａｔｒｉ — ｓｒｃｅｉｆａｅａｉｔｏｈｒｃｅｉｔｆｕｍａｎｄａｒａｈｃｅｉｎｆｅｖｒｃｖｔｍｏｔｎｃｏｓｗｈｃｉｆｈｎｆｅｃｈｕｖｖｂｌｙａｄｏｅａｉｎｌｅｆｃｉｅｅｓｉｏａ．Ｔｈｈｒｃｅｉｔｓｃｎｅｔｅｅｒｈｓａｄｒｓａｄｒ — ｌｎｅｔｅｓｒｉａｉｔｎｐｒｔａｆｅｔｎｓｎｃｍｂｔｕｉｏｖｅｃａａｔｒｓｉ，ｏｔｎ，ｒｓａｃｔｎａｄｎｅｃｓａｃｔｏｓｗｅｅｓｍｍａｉｄｂｅｉｗｎｎｌｚｈｔｄｎｕａｎｄａｒａｅｉｌｆａｅａｉｔｏｈｒｃｅｉｔｓｅｒｈｍｅｈｄｒｕｒｅｙｒｖｅａｄａａｙｅｔｅｓｕｙｏｎｎｅｅｉ１ｈｃｅｉｒｒｄｒｄａｉｎｃａａｔｒｉｚｍｖｎｓｃｉｈｓｐｐｒｎｔｉａｅ．
驶、可重复使用的航空器，越南战争、在中东战争、
海湾战争和伊拉克战争中，人机卓有成效地执行无了多种军事任务，以突出的战绩使各国对无人机作为军队战斗力倍增器的作用与地位及其潜在的军
事价值取得了共识，是随着现代侦察手段的发但展，人机的战场生存能力，侦察能力越来越受无反
作者简介：李晋岭，，男硕士研究生，研究方向：战场情报处理与运用。汪卫华，，男博士，教授。
ＫｙＷｏｄｕｍａｎｄａｒａｅｉｌ．ｉｆａｅａｉｔｎｃａａｔｒｓｉｓｕｒｃｌｉｌｔｎｅｒｓｎｎｅｅｉｌｈｃｅｎｒｒｄｒｄａｉｈｒｃｅｉｔ．ｎｍｅｉａｍｕａｉｖｏｃｓｏ
ＣｌｓｍｂｒＶ２９ａｓＮｕｅ１
到关注。
效的红外辐射抑制措施，提高其战场生存能力。以以传热学为基础的飞行器红外辐射特性数值计算可有效模拟各种复杂条件下飞行器的红外辐射特性，
不仅可为红外成像系统的论证、研制提供必不可少的数据，而且还可为飞行器红外隐身设计提供理论依据，高红外隐身效果，提增强生存能力＿。１］
１引言
无人驾驶飞机是一种由动力驱动、上无人驾机
பைடு நூலகம்
踪技术在军事上的广泛应用和红外制导武器的大量
出现，对飞行速度较低的无人机的生存能力形成了极大的威胁，红外辐射特性已经成为了评价其总体作战性能的一项重要战术指标，人机必须采用有无
目前对无人机进行探测的方法有雷达、学及光
目前，国内外针对特定型号无人机红外辐射特
性研究较少，直升机、气式飞机、弹等军用但对喷导
无源跟踪定位等三种方式。作为重要光学探测手
段，红外探测具有对目标背景温差的高敏感性、探测手段的隐蔽性，以及可进行多光谱探测等优点，是一
中图分类号
ＲｅｉｗｆＩｒｒｄＲａｉｔｏａｒｃｅｉｔｃｕｍｅｉａｍｕａｉｎｖｅｏｎｆａｅｄａｉｎＣｈａｔｒｓｉｓＮｒｃｌＳｉｌｔｏＳｔｄｙｏｎａｎｄＡｅｉｌＶｅｃｅｕｎＵｍｎｅｒａｈｉｌ
总第１４９期
舰船电子工程
ＳｉｅｔｏｉＥｎｉｅｒｎｈｐＥｌｃｒｎｃｇｎｅｉｇ
Ｖｏ．ＯＮｏ８１３．
２１
２１００年第８期
无人机红外辐射特性数值模拟研究综述
李晋岭
（放军炮兵学院解