摘要:为有效预测碳纤维增强复合材料(carbon fibre reinforced polymer,CFRP)层压板的雷击电弧附着响应,并探讨阳极试件材料对雷电电弧参数空间分布的影响,基于商业有限元分析软件ABAQUS,分析了CFRP层压板雷电流注入后的热-电-结构耦合,建立了CFRP层压板电弧附着损伤的三维有限元模型。模拟了复合材料层压板在雷电流作用下的冲击响应,进行了复合材料层压板雷击附着机理和作用模式的分析,并探讨了试件尺寸对电弧附着响应特性的影响。研究结果表明,当CFRP试件的长宽比接近1时,CFRP损伤区域往往集中在准静态电弧附着处,与其他长宽比相比,损伤面积较小,但损伤深度较深。

摘要:以类X-51A 高超声速飞行器为研究对象,重构了其机体外形及内部超燃冲压发动机的一体化模型,并通过数值方法研究了该目标巡航状态下的气动与燃烧耦合流场特性。数值分析结果表明:类X-51A 飞行器高压区主要集中在机体头部、进气道压缩段、进气道入口侧壁及尾翼前缘,且内部燃烧室的总体压力显著高于机体表面的;燃烧室内靠近两侧壁面的喷孔燃料喷注深度高于中间喷孔的,下游喷孔喷注深度高于上游喷孔的,凹腔附近喷孔喷注深度高于无稳焰结构的壁面喷孔的;燃烧产物羽流长度超过50 m,且持续向机体上方发生偏移。计算结果可为类X-51A 及相关飞行器红外探测与目标识别等技术提供流场数据参考。

摘要:以典型吸气巡航式和助推滑翔式两类高超声速飞行器为研究对象,采用纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程和流固耦合模型计算流场分布,采用逆向蒙特卡罗方法计算高超声速飞行器本体光谱辐射特性;进一步考虑探测场景中的海面背景和临边大气背景辐射特性以及大气传输特性,基于探测信杂比分析高超声速飞行器的最优红外探测谱段。分析结果表明:在采用对地模式探测吸气巡航式高超声速飞行器时,建议选择(2.5~3.1)μm、(4.2~4.4)μm、(5.2~7.8)μm 谱段;在采用临边模式探测吸气巡航式高超声速飞行器时,建议选择(3~5)μm 谱段;在采用对地模式探测助推滑翔式高超声速飞行器时,建议选择(2.5~3.2)μm、(4.2~4.6)μm、(5.4~7.5)μm 谱段;在采用临边模式探测助推滑翔式高超声速飞行器时,建议选择(2.7~5.0)μm 谱段。

摘要:为了通过较少散射场数据实现雷达目标特性建模和参数反演,提出了一种基于时频图多普勒特征的散射中心建模和特征参数反演方法,采用单频点下的一维角度近场扫描数据实现对目标二维散射中心的提取。通过平滑伪Wigner-Ville分布(smooth and pseudoWigner-Ville distribution,SPWVD)分析方法生成高分辨率时频图,根据不同类型散射中心的多普勒特征,通过Radon逆变换(inverse Radon transform,IRT)提取散射中心模型的位置和幅度参数,并将提取的散射中心位置参数与几何模型参数、散射中心模型重构雷达散射截面积(RCS)与仿真的RCS进行了性能对比。结果表明:该方法只需要单频点的一维角度扫描数据,即可有效提取目标散射中心位置和幅度等特征参数,且重构RCS的均方根误差小于3 dBsm。

摘要:针对宽带引信弹目交会多普勒回波的快速仿真需求,提出了一种基于时域高频法的宽带近场回波快速仿真算法和仿真流程。该算法将时域物理光学(TDPO)近场积分方程和时域面积分方程相结合,利用远场近似,推导得到导体目标的时域物理光学近场散射闭合表达式,避免了计算复杂的面积分,提高了仿真速度。同时,提出了基于时域高频法的宽带近场动态多普勒回波仿真流程,经一次计算便能够得到宽带的时域回波。仿真结果表明,采用该仿真算法和仿真流程可实现宽带引信动态交会多普勒回波的快速仿真,且通过与多普勒频率理论值的对比,验证了所提仿真算法和仿真流程的正确性。

摘要:提出了一种基于数学归纳法的涂层目标等效反射系数计算方法。该方法从涂层目标的电磁场边界条件出发,推导1~3层涂层的等效反射系数,结合数学归纳法建立了水平和垂直极化多层介质涂层目标等效反射系数的数学表达式。利用涂层目标等效反射系数修正物理光学法中的目标表面电流,将所提方法仿真的涂层目标雷达散射截面积(radar crosssection,RCS)与FEKO仿真结果进行对比,验证了涂层目标等效反射系数计算方法的正确性。

摘要:针对预警中空间群目标反演精度不高、鲁棒性较差的问题,提出了一种基于分类回归树(classification and regression tree,CART)算法的空间目标本体反演方法。首先构建分类与回归决策树,并将空间目标的入射角、光谱辐射亮度、温度等特征数据作为决策树的输入;再基于基尼系数评估数据纯度,对目标在不同温度、不同入射角下的光谱辐射亮度进行分割;最后通过在每个节点处对数据集进行划分,实现对空间目标本体的有效反演。数值对比实验表明,3种典型空间目标的决策树模型反演结果与实际情况一致,验证了所提方法的有效性。

摘要:针对复杂场景电磁散射特性的实时仿真需求,提出了一种基于散射中心的散射特性参数化仿真模型。首先基于数字高程数据,利用蒙特卡罗法补充粗糙度信息,构建复杂地形网格模型;再利用双向反射分布函数修正的属性散射中心(bidirectional reflectiondistribution function modified attribute scattering center,BRDF-ASC)模型建立参数化仿真模型。数值实验结果表明:所提算法仿真的典型山峰和沙丘地形的雷达散射截面积(radarcross section,RCS)与物理光学(physical optics,PO)法仿真的RCS 的均值误差低于3.6 dBsm;与大型海港的实测合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像进行对比,其参数化散射模型仿真SAR图像的变更检出率为0.109 7,验证了所提算法的可行性。

摘要:面向天基红外探测图像仿真需求,基于导弹内外流场的流动控制方程和辐射计算方程构建弹道导弹辐射仿真模型,基于全球地表类型数据库(GlobCover)和随机分形算法构建复杂地表背景辐射仿真模型,基于严密成像几何模型提出星载相机入瞳处场景耦合辐射仿真方法。进一步叠加探测系统成像链路中的光学系统、探测器和信号处理模型,提出一种复杂地表背景下运动目标天基红外探测图像仿真方法。仿真结果表明,利用卫星轨道参数和导弹目标弹道数据,采用该方法可以实现卫星对弹道导弹主动段的连续成像仿真。