舰船热尾流海面和大气传输红外辐射特性分析

舰船热尾流必须经历海面辐射和大气传输过程才能被红外探测器发现。本文建立了海面红外辐射产生和大气红外辐射传输数学模型,在海面红外辐射产生中考虑了粗糙海面分布、风速和探测器观测角度对海面红外辐射的影响,在大气红外辐射传输中考虑了大气分子吸收、大气散射和气象条件对大气红外辐射传输衰减特性的影响。通过对比分析,指出了影响红外隐身效果的主要因素,为红外隐身评估技术提供分析手段。     

红外探测距离等效计算探讨

探讨了场地红外探测转化为实际红外探测距离的等效计算方法。根据实际的测试环境将红外公式的各个参数进行量化，得出了红外探测距离计算的简易等效公式，具有一定的参考价值。     

海洋中的探测新技术

随着减声降噪技术的发展,声纳探测遇到新的挑战,而且由于复杂的海洋环境,声纳探测的灵敏度受到一定的限制,并且声纳探测手段还有其自身的诸如“声影区”等局限性,非声探测技术将发挥重要的作用。本文介绍了几种非声探测技术。     

船舶尾流气泡幕探测技术进展与应用

本文介绍并比较船舶尾流气泡幕的声学探测和光学探测的异同。以检测参量为主线,讨论光学探测中气泡对散射光强度、频率和偏振特性的影响,重点阐述基于脉冲回波、激光拉曼散射和光学成像等探测方式的应用原理、发展状况和存在的问题。以提高回波信号信噪比为目的,提出一种基于表面等离子激元的气泡尾流探测新思路,并进行相关模拟论证。气泡尾流光学探测法及其应用系统具有实时性好、灵敏度高、探测区域广等优点,在船舶监控、海洋水体污染检测和海洋生物环境监测等方面应用广泛。     

船舶尾流气泡幕探测技术进展与应用

本文介绍并比较船舶尾流气泡幕的声学探测和光学探测的异同。以检测参量为主线,讨论光学探测中气泡对散射光强度、频率和偏振特性的影响,重点阐述基于脉冲回波、激光拉曼散射和光学成像等探测方式的应用原理、发展状况和存在的问题。以提高回波信号信噪比为目的,提出一种基于表面等离子激元的气泡尾流探测新思路,并进行相关模拟论证。气泡尾流光学探测法及其应用系统具有实时性好、灵敏度高、探测区域广等优点,在船舶监控、海洋水体污染检测和海洋生物环境监测等方面应用广泛。     

一种光电探测系统最大探测距离的简便计算方法

最大探测距离是光电探测系统能否满足应用要求所关注的一个主要问题。根据光电探测系统最大探测距离的传统计算原理,对红外、电视成像、激光等探测系统提出了一种基于比例的最大探测距离简便计算方法。方法简便易行,精度可靠,并通过实例计算验证了模型的正确性。     

舰用红外警戒系统作用距离试验数据分析

作用距离是红外警戒系统的核心战术技术指标之一。作用距离试验是验证、考核红外警戒系统的作用距离的关键试验。影响作用距离的因素包括设备本身、目标以及外部环境等诸多方面,很难在试验室得到真实条件下的作用距离。本文根据红外辐射的基本理论及舰用红外警戒系统的使命任务,分析在外场试验中模拟导弹飞靶在红外辐射特性方面与真实导弹的差异,定性地提出舰用红外警戒系统作用距离试验中的数据处理方法。     

自动力潜艇热尾流水面热特性的实验研究

本文研究了实验水槽中自动力潜艇热尾流水面热特性,消除了除潜艇自身特征外其他拖动组件对热尾流扩散的影响,更加准确地再现了热尾流的扩散过程。通过热尾流温度分布预测了潜艇热尾流由热流区和冷热流混合区2个区组成,解释了2个区形成的过程,而热流区几乎全部由热流团组成,而且温度相对更高。红外热像仪拍摄的潜艇热尾流水面温度场分布图再次验证了热尾流水面热特性预测的正确性。本文对红外遥感探潜具有一定的参考价值。     

自动力潜艇热尾流水面热特性的实验研究

本文研究了实验水槽中自动力潜艇热尾流水面热特性,消除了除潜艇自身特征外其他拖动组件对热尾流扩散的影响,更加准确地再现了热尾流的扩散过程.通过热尾流温度分布预测了潜艇热尾流由热流区和冷热流混合区2个区组成,解释了2个区形成的过程,而热流区几乎全部由热流团组成,而且温度相对更高.红外热像仪拍摄的潜艇热尾流水面温度场分布图再次验证了热尾流水面热特性预测的正确性.本文对红外遥感探潜具有一定的参考价值.     

水下航行体热尾流特性的技术融合

为得到红外探测水下航行体中全面的热尾流特性,提出一种技术融合的研究方法,即先将水下航行体排出的冷却水形成的热尾流近似为圆形断面的自由湍流热射流,在密度分层环境中,根据射流的积分方程建立热尾流特性的计算模型;再采用Runge-Kutta法进行数值仿真;最后利用含少量黑墨水的尾流流迹摄影、数字温度传感器多点测温和红外成像等技术进行融合实验研究。研究得到了热尾流浮升轨迹的发展、高度的增长、宽度的扩展、时间的增长、温度的分布和水面红外图像的变化等规律。仿真与实验结果的相符验证了研究方法的可行性。研究方法和所得结果有助于红外探测水下航行体技术的发展。     

潜艇热射流浮升特性研究

分析了在均匀密度分层环境中潜艇热尾流中程和远程的浮升特性,并进行了数值模拟,发现G rashof数对热射流的影响十分显著。     

水面舰艇的红外辐射及红外隐身技术分析

  目的  排气烟羽辐射是舰船红外辐射的重要组成部分,分析排烟参数对红外辐射特征的影响对发展舰船隐身和反隐身技术具有重要作用。  方法  利用气体辐射逐线法模型求解含气体的辐射传递过程,计算得到不同排烟温度和流量条件下的红外辐射图像,并分析排烟参数对辐射亮度、光谱辐射强度和3～ 5 μm波段的总辐射强度的影响。  结果  结果表明,排气烟羽在4.18和4.43 μm处具有明显的强度峰值,而在4.26 μm处具有明显的强度谷值。  结论  排气烟羽的红外辐射特征受排烟温度的影响较大,受排烟流量的影响较小。     

基于动网格技术的潜艇热尾流浮升规律研究

针对基于相对运动的"排水法",无法全面、准确地反映潜艇热尾流浮升扩散规律,建立基于动网格技术的潜艇水下航行的二维计算模型,利用流体计算软件Fluent对潜艇排放过程中的流动-传热过程进行数值模拟。采用网格重构和网格光顺方法结合Profile运动边界驱动机制实现网格区域运动,确保模型符合实际运动规律。研究动网格技术和"排水法"热尾流最大浮升高度沿流向分布情况,最大浮升高度和中心温度随时间的变化规律。研究结果表明:动网格技术对于潜艇航行过程中的热尾流浮升过程有较高的计算精度;模拟结果捕捉到了浮升过程中流动和传热的瞬时变化,揭示了热尾流浮升扩散的规律。研究结果进一步为潜艇红外特征研究提供了理论支持和方法思路。     

水下航行器排放冷却水温度分布特性研究

根据计算流体动力学理论建立了水下航行器排出冷却水形成热尾流的浮升规律的数学模型,采用有限体积法来离散求解三维湍流数学模型,对水下航行器排出热尾流的浮升特性进行了数值计算分析,得到了热尾流轨迹和热尾流温度场分布图像,将热尾流的试验结果与理论数值模拟结果进行比较,验证了模型的正确性。文中建立的水下航行器排放冷却水浮升模型可预测热尾流的温度分布特性和预先估计海面温度场分布状况,为红外探潜提供了理论依据。     

指挥台围壳对潜艇尾流影响的计算研究

基于RANS方程利用SSTκ-ω湍流模型计算潜艇尾流场.把围壳划分为进流段与去流段两部分,设计三种新型围壳,并进行数值模拟,采用系列分析方法对尾流品质进行评价.对接合部涡与围壳尾流沿艇体的发展进行了分析.研究表明:光顺过渡的前缘型式较为合理地改变了涡量在桨盘面的分布,有助于改善尾流,光顺过渡的顶部型线可有效抑制梢涡的发生.     

潜艇尾迹内波的实验研究

由于潜艇噪声越来越小,非声探潜技术显得越来越重要.实际海洋中存在温度和盐度梯度,水下航行的潜艇产生的扰动和尾流的坍塌会在海洋中产生内波.由于内波存在时间较长,频率范围大,其特征难以消除,所以内波容易被检测到.本文利用直流电导率检测技术,实验研究了潜艇尾迹内波产生的特点和规律,得出了潜艇尾迹内波与分层流梯度的关系和尾迹内波随时间和空间的衰减规律.在线性分层中内波信号在Nt大约为40时还可以检测到.潜艇尾迹内波在空间上可检测到的区域接近椭圆形.实验研究表明利用直流电导率法检测水下潜艇的尾流和内波是可行的.     

由推进器尾流计算确定动力艇合理牵引间距研究

针对动力艇尾流作用于被牵引船只,造成水阻力增加而使牵引效率下降的问题,提出通过数值模拟方法计算动力艇尾流场,进而确定合理的牵引间距的方法.文章应用理想推进器理论,给出了确定推进器尾流出口横截面面积和喷水流速的方法.在此基础上,通过数值模拟计算推进器尾流场的影响,并通过分析估计出给定牵引航速下的合理牵引间距.该方法可以结合动力艇的拖钩拉力与航速曲线,确定组合体可能达到的最大设计航速.     

舰船海面Kelvin尾迹仿真研究

利用遥感手段可以有效地对舰船进行监测,舰船的Kelvin尾迹与海洋背景仿真是研究探测机理的重要内容.考虑到仿真方法的复杂性和工程的实用性,分别采用尾迹模型和海面模拟模型对Kelvin尾迹和海面这两种特征进行了仿真研究,并提出了在仿真的Kelvin尾迹中叠加海洋背景.给出的不同条件下的仿真结果表明,该方法可以为舰船尾迹的遥感探测机理研究提供有效的途径.