发射特性对线性各向异性散射介质内瞬态温度分布的影响

考虑各向异性散射介质内的辐射传递方向，本文考察了辐射能的重新分配过程。利用射线踪迹法结合Hottel和Sarofim区域法推导了辐射传递系数(RTCs)。考虑一维各向异性参与性半透明灰介质。两边界表面为镜反射，一个表面半透明，另一个表面不透明。辐射传递系数用于计算辐射热源项。瞬态能量方程由全隐式控制容积法求解。外界辐射加热与对流冷却同时作用于边界表面。考虑四个线性散射相函数。以各向同性散射情况比较，研究不透明边界两侧发射特性和线性散射相函数对瞬态温度分布的影响。结果表明，各向异性散射与各向同性散射介质间的相对温度差异与散射不对称参数近似成正比。     

用FVM法计算固体火箭羽流的红外特性

建立了有限体积法(FVM)的理论模型模拟固体火箭羽流的红外特性,研究了燃气组分H2O,CO2,CO,HCL,OH,NO的吸收和发射,以及AL2O3粒子云的吸收、发射和散射,还研究了两相流场中气相和粒子云温度不均匀时对辐射传输方程的修正。计算一单喷管固体火箭的二维轴对称羽流在光谱2~5μm的红外特性,给出羽流辐射的空间分布和光谱分布并与文献计算的结果对比。研究表明:有限体积法能较好地模拟固体火箭羽流的红外特性;粒子辐射占固体火箭羽流红外辐射的主要部分;在光谱2~4μm粒子辐射使羽流辐射增强,而在光谱4~5μm粒子辐射使羽流辐射减弱。     

固体火箭羽流中Al2O3粒子的辐射特性

基于Lorentz-M ie电磁理论,建立了计算A l2O3粒子辐射特性,包括散射截面、吸收截面、散射系数、吸收系数、散射相函数的计算方法,并在假设粒子散射为单次、独立散射的基础上,推导了粒子系辐射特性的计算方法。采用此方法计算了含铝推进剂固体发动机尾喷流在2~5μm光谱范围内A l2O3粒子的辐射特性。结果表明,用Lorentz-M ie电磁理论计算A l2O3粒子的辐射特性是有效的、可靠的。     

基于MPPSO的线性分布细金属柱体成像研究

基于线性分布细金属柱体的散射模型,用多极子展开求解电磁散射问题。以测量的散射场和计算散射场偏差为目标函数,将待优化变量设置为描述细金属柱体中心位置的向径和幅角,通过多相粒子群算法（MPP-SO）优化待优化变量,通过使目标函数达到最小值实现自由空间中线性分布的细金属柱体族的电磁成像。算例表明：MPPSO有较好的收敛性能和成像精度,以及较强的抗随机噪声干扰能力。     

相变及炭黑杂质对氧化铝粒子流辐射特性的影响

基于Bruggeman有效介质理论与反向蒙特卡罗法计算了轴对称高温氧化铝粒子流在轴线正侧向辐射强度分布。采用Bruggeman有效介质理论计算多相态共存氧化铝粒子以及含少量炭黑杂质的氧化铝粒子的等效光学常数,以此为基础,通过反向蒙特卡罗法考察氧化铝粒子相变过程以及粒子中少量炭黑杂质对粒子流场轴线上辐射特性的影响。发现粒子相变过程中多相共存状态对高温粒子流场紫外波段辐射信号的影响不可忽略,氧化铝粒子中含有少量炭黑杂质就能够明显降低粒子流高温区间轴线上光谱辐射强度,当波长增加到近红外波段时,离喷口较近处轴线正侧向相对光谱辐射强度随着含炭黑量的增加而增大。     

圆形箔片云的双站雷达散射截面模型

在海湾战争中,盟军首次使用了圆形箔片干扰.为了弄清这种箔片的特性,我们对由圆形箔片形成的箔片云的双站散射特性进行研究,建立了这种箔片云的双站散射截面模型.在研究中,假定单个箔片分布于铅垂面内,其取向为水平面内均匀分布;发射天线和接收天线为任意椭圆极化,因此研究的结果具有一定的普遍性.     

与固体发动机性能予测有关的氧化铝粒子的尺寸

本文提出了一种予测三氧化铝粒子尺寸的新方法,用在空军的改进固体性能程序(SPP)中,将粒子在火箭喷管中生成和破裂的各种理论模型和已有的粒子尺寸的数据作了比较。发现没有一个理论模型对建立粒子尺寸与推进剂组分和发动机参数的关系是合适的。因此,采用线性和非线性最小二乘法的经验方法。试图建立各种参数、分类以及各种理论模型提出的函数形式之间的关系。最后把只有三个自由参数的比较简单的模型推荐用于 SPP。     

基于概率核函数的改进粒子滤波算法研究

针对组合导航系统中粒子滤波算法出现的粒子退化现象,在粒子滤波应用过程中引入概率核函数,通过概率核函数在粒子滤波计算过程中的应用来解决粒子衰减退化问题,同时保持粒子集合的多样性。首先对重要性采样函数进行改进设计,利用状态估计概率和量测估计概率提高重要性采样函数的信息采样全面性;然后设计随机概率统计的核函数并将其应用在重采样计算过程中;最后建立改进的粒子滤波算法并将其应用到组合导航系统工作过程中。仿真结果表明,基于概率核函数的改进粒子滤波算法可以有效地降低系统误差,提高组合导航系统导航精度。     

固体火箭发动机喷管的入口和喉部区域的粒子冲刷侵蚀作用

为了计算固体火箭发动机喷管在亚音速和跨音速区域包含担子侵蚀作用在内的消蚀,己研究出一种预测方法。该法包括一个预测粒子侵蚀作用的经验模型和预测粒子冲刷状态的流场计算方法。侵蚀模型是根据熔融的铝和氧化铝粒子冲刷碳试样的试验而推导的。模型考虑既有机械物质排出又有粒子与表面之间的化学反应。粒子冲刷喷管入口和鼻锥区域的状态及部位是由可延续到燃烧室全长的两维、两相流计算方法得到的。因此,此方法中已包括燃烧室和药柱几何形状对粒子侵蚀的影响。     

粒子流量可调的喷管烧蚀试验方法

发展了一种保持燃气参数不变的情况下能实现粒子流量可调的喷管烧蚀试验方法,并研制了试验装置。该试验方法是将两相流燃气中的一部分粒子收集起来,以减少流经喷管的粒子流量,通过改变收集孔和收敛角的大小来调节粒子流量。采用该方法开展了变粒子流量的喷管烧蚀试验,试验结果验证了该方法是有效的,试验条件下喷管喉部平均线烧蚀率随粒子流量减小而降低。     

基于精英群引导下量子粒子群算法的快速零陷形成技术

引入罚函数项,建立了一种新的发射波束方向图综合控零的多目标优化模型。用适应度值排序建立由种群非支配解组成的精英群,以精英群中的粒子作为全局最优解引导粒子飞行;用爬坡策略更新全局最优解,给出了基于精英群引导的量子粒子群算法。对阵列权值采用加权优化,可在发射波束指定方向的多零陷、宽凹口。仿真结果表明：算法对多目标的优化较文献算法更优,能优化阵列权值在指定方向快速形成零陷。     

空间辐射散热器含液滴介质的辐射特性和辐射传热

本文从米氏电磁散射理论出发，计算了含液滴介质的辐射特性。考察了中向同性散射能量传递份额的再分配，导出了吸收、发射、各几同性散射介质的辐射传递系数。计算了空间辐射散热器液滴层瞬态辐射换热，经与文献［４，５］的比较表明，本文所导出的辐射传递系数计算方法正确，精度高。用计算机辅助实验，分析液滴发生器产生粒子的大小、粒径分布对瞬态辐射换热的影响，可减少空间辐射散热器设计过程中的实验次数。     

基于改进混沌粒子群算法的发射波束控零

建立天线方向图综合控零模型,构造了一种适合方向图多指标优化的非线性目标函数。针对粒子群算法的快速收敛及全局最优的强搜索特点,应用混沌系统的遍历性和强随机性对算法进行改进,形成混沌粒子群算法,将其应用于发射波束方向图控制,实现了任意指定零陷深度要求的方向图控制。仿真结果验证了改进算法的优越性。     

空间超高速撞击碎片云前端速度的预测模型

文章利用一组二级轻气炮发射2017-T4 铝质球形弹丸撞击6061-T6单层铝板的地面试验数据,通过选择适当的函数模型,采用多元函数拟合的方法,得到了碎片云前端速度与靶板厚度、弹丸直径和弹丸速度关系的三元二阶多项式模型。再用另外一组数据对该模型进行检验,验证了其对碎片云前端速度具有较好的预测效果。将以上两组数据同样用于建立“无量纲化”模型进行碎片云前端速度预测,并与前述多项式模型的预测结果进行比较发现,该多项式模型预测的方均根误差及平均相对误差均明显优于“无量纲化”模型。该多项式模型可用于预测空间碎片撞击航天器产生的碎片云的前端速度,有助于航天器的空间碎片防护设计。     

用于探测地球云层分布的CloudSat和CALIPSO卫星将发射升空

近日,由美、法等研制的CALIPSO,CloudSat卫星将在美范登堡空军基地发射升空。发射后,经30~45 d的机动调整,两星将组成编队飞行,并加入美宇航局Aqua,Aura和法国PARASO地球观测卫星组成的A-Train星座,用于研究全球云层的分布和演化。一般,不同形状、尺寸和组成的悬浮粒子不仅可通过反射/吸收太阳光、冷却/加热大气层对气候产生影响,而且能改变云的寿命、雨量的大小,甚至能使表面发生化学反应而影响大气的组成。因此了解垂直高度上悬浮粒子的分布和云层的信息非常重要。A-Train星座计划共包括六颗卫星,现已有Aqua,Aura,PARASO卫星…     

基于各向异性和非线性正则化的湍流退化图像复原

提出了一种基于各向异性和非线性正则化的湍流退化图像复原新算法。为了有效地从湍流退化图像中估计出退化模型，在湍流点扩展函数的优化估计过程中合理地融合了有关湍流点扩展函数的一些基本的先验知识。首先，将点扩展函数的非负性和光滑性约束加入到目标函数中。再针对湍流点扩展函数的衰减性质，建立了一个具有非线性和空间各向异性的正则化函数，使其在重建点扩展函数时能适当地进行空间梯度平滑。由此通过迭代极小化目标函数来优化估计湍流点扩展函数值，进而恢复图像。对各种噪声条件下的湍流退化图像进行了恢复实验，实验结果表明本文算法具有较强的稳定性和抗噪能力。     

X波段单发多收体制下用于解距离模糊的时变二相码波形优化设计

针对小卫星雷达系统由于天线尺寸受限、宽波束照射面积大而带来的方位模糊,通过采用高脉冲重复频率来解方位模糊,然后利用发射波形的时变特性来解决高重频带来的距离模糊。基于此,采用了一种梯度遗传算法对多发射二相码波形进行优化,使其自相关峰值、积分旁瓣电平和互相关主副比、积分旁瓣电平尽可能的低。同时对多约束构成的适应度函数进行自适应尺度因子加权,以克服不同约束带来的不同数量级所造成的优化倾向问题。仿真结果和性能分析验证了该算法的有效性和可行性。     

固体火箭发动机绝热层粒子侵蚀特性数值模拟研究

针对固体火箭发动机高浓度颗粒流冲刷下的粒子侵蚀绝热层问题，运用Standard k-ε湍流模型和颗粒轨道模型对某型地面模拟过载试验发动机进行三维两相流数值模拟，分析两相流场特性，基于Oka粒子侵蚀模型计算某型EPDM绝热层的粒子侵蚀率，并与7次地面模拟过载试验发动机粒子侵蚀试验结果进行对比。数值结果表明，该粒子侵蚀模型可靠且精度有保证，能够正确预示绝热层粒子侵蚀特性；计算与试验所得的侵蚀率分布范围基本相同，计算所得最大侵蚀率偏大，最小相对误差4.69%,平均相对误差约13.89%;但侵蚀分布特征与试验结果不完全一致，分析认为粒径分布数据与真实值的偏差是侵蚀分布特征存在差异的主要原因。研究结果可用于工程中EPDM绝热层高浓度颗粒冲刷下的粒子侵蚀分析，能够为固体火箭发动机绝热层设计及热防护可靠性研究提供参考。     

飞行过载下燃烧室凝相粒子沉积特征数值研究

固体发动机燃烧室部分凝相粒子在飞行过载作用下产生沉积,严重影响发动机工作性能。通过确定燃烧室粒子参数和建立燃烧室内两相流场数值方法,获得了发动机不同轴向过载下粒子运动及沉积规律。与试验数据进行对比分析,验证了计算方法的准确性。数值结果表明,随着轴向过载增大,后封头及喷管潜入段粒子沉积质量逐渐增大。沉积粒子粒径大于凝相粒子平均值,即粒子粒径越大,越容易沉积。轴向过载增大,减小了粒子在发动机内部的驻留时间,凝相粒子平均驻留时间均大于0.13 s。     

用航天飞机观察大气臭氧层

在STS-41发射任务中,美国科学家将用装在“发现号”航天飞机上的航天飞机太阳散射紫外线探测仪”(SSBUV)测量地球臭氧层的减少量,以及校准“诺阿”9和“诺阿” 11气象卫星上的传感器.SSBUV通过测量经地球大气球散射的太阳紫外线辐射来确定大气层上方的臭氧量.由于臭氧层吸收紫外线,因而某一地区的臭氧量就可由SSBUV读数计算出来.