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红外辐射特性国内外研究现状

时间:2019-02-19 21:11来源:毕业论文
由于从事红外辐射研究所面临的对象复杂多样、形状不一也并非规则图形,此外相关物质的参数时刻随进程发生改变,且环境因素的影响不能忽略,考虑到上述诸多因素,研究对象必须

由于从事红外辐射研究所面临的对象复杂多样、形状不一也并非规则图形,此外相关物质的参数时刻随进程发生改变,且环境因素的影响不能忽略,考虑到上述诸多因素,研究对象必须在一定程度上予以简化,而后再用适当参数加以修正。在这一问题上,不同的研究人员采用的方法也不尽相同,但根据谈和平等学者编著的《红外辐射特性与传输的数值计算——计算热辐射学》中介绍的来看,获取红外热图象或红外特征数据的途径有两条,其一依靠的是外场实测与统计建模;其二是凭借理论分析进行数值模拟。考虑到地区、气候以及气象条件的不同,加之目标所处的不同背景与运动状态,综合利用各种热像仪与辐照度仪对不同目标进行测量,然后整理测量结果生成形式各异的数据库,以此为基础进行归纳总结所得到的统计规律便是实测统计法。但是这种方法需耗费相当巨额的财力、物力与人力,并且,对一些涉密的军事目标重要特征数据没有获得途径,这大大限制了统计建模的应用范围。相反的是,对红外目标建立理论模型并借助数值模拟的方法实现对军事红外目标的红外特征的预测,不仅能够获得各种环境下的特征数据,更为重要的一点是一经建立并验证通过的模型,其结果便具有一定的普遍意义。33381
因此,西安电子科技大学技术物理系的张建奇、方小平等学者在研究自然环境的地表时,便基于自然地表的热平衡方程:  (1.1)
其中:
Qsun为地表所吸收的太阳短波辐射;
Qskyr为地表所吸收的大气长波辐射;
Mg为地表的辐出度;
H为地表与环境之间的显热交换; 源自$六l维,论:文w网)加7位QQ3249^114 www.lwfree.cn
LE为地表由于水分散失而引起的潜热交换;
G为地表得到的热通量[1].
并利用温湿耦合原理,建立了计算地标红外辐射特性的理论模型。在充分考虑地表热特性及辐射性随含水量变化的基础上,得出了裸露地表和植被覆盖地表的模拟计算结果。
另外,南京理工大学的韩玉阁与宣益民结合了地面的红外辐射理论模型以及相关的地形几何生成技术,研究了天然地形三维红外辐射特性,随后又进行了地面红外模型的红外图像生成计算。根据相关的红外辐射理论,地面的红外辐射由两部分组成,即地面的自身辐射与地面反射。然而,对于长波红外辐射来说,反射辐射所占比例很小,故忽略其影响。地面温度对地面的自身辐射有着决定性影响,因此,借助于一维导热微分方程确定地面温度。论文网
现实世界中,地标类型大体上可以分为裸露地面和植被覆盖地面两种,结合对应的修正系数便可计算出相应地面的地面温度。但是,一维模型未能充分考虑地表的高低、倾角、朝向、土壤类型以及植被类型等。因此,误差必然是存在且较大的。但是,直接选用三维模型又会增加相当大的计算量,故研究人员最终选择了一种准三维的模型以实现较简便同时又较为准确的模拟计算。所谓准三维模型,也就是分区域考虑不同的表面,而后再根据其具体特点,运用一维模型计算。利用此方法,可以生成较为可靠的地面温度图像。所生成的图像不仅可用于天然地形的红外特征分析,还可用来对天然地形进行红外遥感[3]。
与上述方法相类似的一项研究由哈尔冰工业大学空间光学工程研究中心的成员实施。其在讨论卫星在空间的红外辐射特性时,基于三种合理假设对待研究的问题进行简化。第一,将卫星内部的热源去掉,取而代之的是将热源对表面温度的影响均匀地累加到卫星表面的温度上,然而,而卫星实际温度决定了其表面温度。第二,忽略卫星表面温度随时间的变化,且以某一时刻为的表面温度为研究对象,也即假设卫星表面温度分布均匀。第三,由于除太阳外的其他恒星距离地球十分遥远,故其对辐射特性的影响很小,可以忽略,所以影响空间辐射环境的就只有距离太阳、地球等辐射源的距离等因素了。基于上述假设,探测器最终可能接收到的辐射主要有以下几个部分 : 红外辐射特性国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190219/30422.html
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