对两种弱电离尘埃等离子体特征参量的定量估计 被引量：17

1

作者 石雁祥 王菊 +2 位作者 吴健 葛德彪 吴军 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期95-99,共5页

对火箭喷焰和地球极区中层大气尘埃等离子体的特征参量做了定量估计和分析。研究表明,两种尘埃等离子体中分子的浓度远大于电子和离子的浓度,电子、离子与分子的碰撞频率大于相应带电粒子的等离子体频率,其尘埃粒子之间的库仑耦合参数... 对火箭喷焰和地球极区中层大气尘埃等离子体的特征参量做了定量估计和分析。研究表明,两种尘埃等离子体中分子的浓度远大于电子和离子的浓度,电子、离子与分子的碰撞频率大于相应带电粒子的等离子体频率,其尘埃粒子之间的库仑耦合参数远小于1,因而它们均为弱电离、弱耦合的尘埃等离子体。火箭喷焰中的尘埃粒子间距大于其德拜半径,而极区中层大气中的尘埃粒子间距远小于其德拜半径。这意味着火箭喷焰中的尘埃粒子是孤立的,而极区中层大气中的尘埃粒子是非孤立的。 展开更多

关键词 尘埃等离子体 火箭喷焰 极区中层大气 特征参量

下载PDF 职称材料

低空多喷管发动机喷焰红外特性研究 被引量：10

2

作者 王雁鸣 谈和平 +1 位作者 董士奎 帅永 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期634-637,共4页

对多喷管火箭发动机低空尾焰的红外辐射特性进行了研究。基于热流法建立了喷焰红外传输计算模型，数值模拟了四喷管发动机尾流场2～5μm光谱的红外特性。获得了光谱、波段辐射强度仿真数据及红外仿真热像，并与单喷管喷焰的红外特性进... 对多喷管火箭发动机低空尾焰的红外辐射特性进行了研究。基于热流法建立了喷焰红外传输计算模型，数值模拟了四喷管发动机尾流场2～5μm光谱的红外特性。获得了光谱、波段辐射强度仿真数据及红外仿真热像，并与单喷管喷焰的红外特性进行了比较。考察了不同的喷管间距、探测方向、飞行高度对喷焰表观辐射强度的影响。结果表明，多喷管尾喷焰红外辐射光谱选择性与单喷管相似，但光谱峰值无线性关系；对于低空四喷管发动机尾喷焰，红外特性随喷管间距增加有所增强，随飞行高度增加，喷焰红外辐射强度提高。 展开更多

关键词 尾喷焰 红外辐射 多喷管 热流法

下载PDF 职称材料

基于卷积神经网络的地面尾喷焰流场预测

3

作者 闫盼盼 牛青林 +1 位作者 高文强 董士奎 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期980-990,共11页

针对采用传统计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法计算火箭发动机尾喷焰耗时较大的问题,提出了一种基于卷积神经网络方法的地面尾喷焰反应流场智能预测模型,用于实时、快速生成典型发动机型谱参数条件下的高精度喷焰... 针对采用传统计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法计算火箭发动机尾喷焰耗时较大的问题,提出了一种基于卷积神经网络方法的地面尾喷焰反应流场智能预测模型,用于实时、快速生成典型发动机型谱参数条件下的高精度喷焰流场结果.以固体弹道评估发动机(ballistic evaluation motor Ⅱ, BEM-Ⅱ)为研究对象,在一定发动机型谱参数范围内采用拉丁超立方抽样方法抽选样本空间,将基于CFD方法计算的40个尾喷焰稳态流场样本作为模型训练数据集.采用编码器-解码器结构,引入并行解码器、反卷积层和瓶颈层,使模型能够在数量较少的样本下取得良好的训练效果.采用试车实验数值结果验证和评估了不同欠膨胀状态下尾喷焰流场智能预测模型CNN-PLUME的预测性能.结果表明:建立的尾喷焰智能预测模型回归系数接近于1,模型鲁棒性强;可实时生成尾喷焰反应流场结果,模型效率高;喷焰流场预测结果与试验校核数据高度一致,模型预测精度高;在不同欠膨胀状态下尾喷焰流场最大误差为14.17%,模型泛化能力较强.该模型可为地面试车尾喷焰流场规律以及发动机型谱参数设计提供方法支撑. 展开更多

关键词 固体火箭发动机 尾喷焰 卷积神经网络 智能预测 复燃

下载PDF 职称材料

发动机尾喷焰复燃化学反应模型评价与重构

4

作者 马杰 王晓冰 +2 位作者 王红丽 牛青林 董士奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期86-100,共15页

复燃效应的准确预估对于精细描述尾喷焰反应流场参数和提高尾喷焰红外辐射计算精度至关重要。文中以固体火箭发动机为研究对象,建立尾喷焰复燃有限速率化学反应模型,结合流体计算动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法和尾喷焰... 复燃效应的准确预估对于精细描述尾喷焰反应流场参数和提高尾喷焰红外辐射计算精度至关重要。文中以固体火箭发动机为研究对象,建立尾喷焰复燃有限速率化学反应模型,结合流体计算动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法和尾喷焰红外辐射计算模型,评估不同化学反应动力模型在尾喷焰流场参数和红外光谱辐射计算方面的精度,基于各化学反应速率曲线与试验数据重构适用于尾喷焰CO/H_(2)反应体系的10步气相化学反应动力模型,并验证和校核复燃化学反应模型可靠性。结果表明:不同化学反应模型计算所得的尾喷焰流场结构差异微弱,轴向温度峰值最高相差200 K左右,差异主要发生在复燃区域;化学反应动力模型对不稳定产物CO影响最为显著,CO_(2)分布差异主要发生在高含量区域,最大差异达到近50%,且低含量组分的差异高达两三个量级;在2.7μm和4.3μm典型波段内,不同化学反应工况下的尾喷焰光谱辐射峰值强度差异达到近40%;基于反应速率试验数据构建的9组分10步反应的CO/H_2反应体系的尾喷焰辐射计算值与BEM-II试验数据的差异低于6%。该研究可为准确预测火箭发动机尾喷焰反应流场的红外辐射特性提供高保真化学反应动力模型。 展开更多

关键词 尾喷焰 复燃效应 化学反应 红外辐射 火箭发动机

下载PDF 职称材料

火箭发动机喷焰红外辐射数值计算方法研究(特邀) 被引量：1

5

作者 牛青林 董士奎 《光电技术应用》 2023年第1期1-10,35,共11页

火箭发动机高温尾喷焰因具有显著的红外辐射特征成为天基红外系统探测、跟踪、分类和识别任务重点关注的对象。火箭发动机喷焰辐射信号产生、传递机制的物理建模和数值计算一直是目标探测领域重点关注的问题,也正朝着高精度、高效率的... 火箭发动机高温尾喷焰因具有显著的红外辐射特征成为天基红外系统探测、跟踪、分类和识别任务重点关注的对象。火箭发动机喷焰辐射信号产生、传递机制的物理建模和数值计算一直是目标探测领域重点关注的问题,也正朝着高精度、高效率的方向发展。针对火箭发动机喷焰红外辐射数值计算研究,围绕喷焰红外辐射计算链路所涉及的各环节,从喷焰反应流场模拟、高温燃气辐射物性参数计算、辐射传输计算和数理模型校验试验等方面的研究情况展开综述。 展开更多

关键词 火箭发动机尾喷焰 红外辐射 辐射传输

下载PDF 职称材料

来流导致的火箭发动机喷焰红外辐射强度不确定度量化分析 被引量：1

6

作者 肖智茹 牛青林 +1 位作者 王振华 董士奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期41-50,共10页

在火箭发动机喷焰红外辐射预测过程中,由于弹道参数的不确定性因素存在,会影响喷焰红外辐射信号计算结果的置信度。文中以Atlas-IIA低空喷焰为研究对象,以来流速度、来流温度、来流压力和飞行攻角为不确定性输入变量,采用拉丁超立方试... 在火箭发动机喷焰红外辐射预测过程中,由于弹道参数的不确定性因素存在,会影响喷焰红外辐射信号计算结果的置信度。文中以Atlas-IIA低空喷焰为研究对象,以来流速度、来流温度、来流压力和飞行攻角为不确定性输入变量,采用拉丁超立方试验设计样本,开展喷焰反应流场与红外辐射特性计算,获得各样本点对应的喷焰红外辐射响应值,利用非嵌入混沌多项式(No-intrusive Polynomial Chaos,NIPC)方法构建代理模型,采用响应面法求解NIPC多项式系数,基于统计参量研究各参量对红外辐射信号的不确定度和敏感性。结果表明来流特性引起的辐射强度不确定度与波段的选取有较高的关联度。来流速度对光谱辐射强度的灵敏程度最高,来流压力和攻角次之,来流温度的影响可忽略不计;来流速度对2.5~3.2、2.8~3.0μm谱带内的辐射强度敏感,主Sobol指数占比均在80%左右,来流压力对4.35~4.65μm波段辐射强度的影响占比为70%;各参数间的耦合作用对喷焰红外辐射的影响不高于4%。该研究可为火箭发动机尾喷焰红外辐射准确预估和置信度评估提供理论支撑。 展开更多

关键词 来流参数 尾喷焰 NIPC 红外辐射 不确定度

下载PDF 职称材料

高能炸药成分对空空导弹尾喷焰红外辐射信号影响研究 被引量：3

7

作者 牛青林 高文强 +1 位作者 孙一强 董士奎 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第8期1-7,共7页

建立火箭发动机内流计算模型、尾喷焰反应流场计算模型和红外辐射计算模型,用于分析火箭发动机尾喷焰红外辐射特性。以某型空空导弹为研究对象,分别设计和分析了AP/HTPB/Al、AP/HTPB/RDX/Al和AP/HTPB/Tetryl/Al 3种推进剂配方工况在5 km... 建立火箭发动机内流计算模型、尾喷焰反应流场计算模型和红外辐射计算模型,用于分析火箭发动机尾喷焰红外辐射特性。以某型空空导弹为研究对象,分别设计和分析了AP/HTPB/Al、AP/HTPB/RDX/Al和AP/HTPB/Tetryl/Al 3种推进剂配方工况在5 km、10 km和15 km 3个飞行高度下的红外辐射信号差异。结果表明:推进剂中高能炸药成分降低了喷口处的CO_(2)和H_(2)O的含量,提高了H_(2)和CO的含量;Tetryl较RDX在喷口产生含量更多的H_(2)和CO_(2),会引起更广的复燃区域和更高的复燃温度;高能炸药成分增强了复燃现象,会引起喷焰辐射光谱强度、谱带内积分强度的升高以及辐射强度分布范围的增大。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 尾喷焰 红外辐射 高能炸药

下载PDF 职称材料

环境压强对固体火箭喷焰电导率的影响 被引量：3

8

作者 石雁祥 葛德彪 吴健 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1115-1118,共4页

环境压强的变化会引起火箭喷焰中电子浓度、电子与分子的碰撞频率以及尘埃粒子充电频率发生变化,喷焰尘埃等离子体的电导率将因此发生变化。基于尘埃等离子体理论,研究了环境压强对火箭喷焰2000K温度区电导率的影响。研究表明,在某个特... 环境压强的变化会引起火箭喷焰中电子浓度、电子与分子的碰撞频率以及尘埃粒子充电频率发生变化,喷焰尘埃等离子体的电导率将因此发生变化。基于尘埃等离子体理论,研究了环境压强对火箭喷焰2000K温度区电导率的影响。研究表明,在某个特定的高度,对于一个特定的微波频率,火箭喷焰存在最大的电导率,这意味着随着高度的升高,火箭喷焰对微波可能存在一个衰减非常严重的区域,这一结论与实验观测到的现象是吻合的。 展开更多

关键词 尘埃等离子体 火箭喷焰 环境压强 电导率

下载PDF 职称材料

SRM羽焰图像的检测与参数预估 被引量：2

9

作者 张硕 王宁飞 张平 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2008年第4期47-50,55,共5页

应用基于VC++.NET开发环境自行开发的红外图像识别系统对固体火箭发动机排气羽焰图像进行了数字图像处理,实现了固体火箭发动机排气羽焰的分析。将数字图像处理技术引入到固体火箭发动机地面试车试验中,为固体火箭发动机排气羽焰的分析... 应用基于VC++.NET开发环境自行开发的红外图像识别系统对固体火箭发动机排气羽焰图像进行了数字图像处理,实现了固体火箭发动机排气羽焰的分析。将数字图像处理技术引入到固体火箭发动机地面试车试验中,为固体火箭发动机排气羽焰的分析与参数辨识提供了一种新的、比较有效的方法,对火焰的基本参数,如火焰量值、长宽比、均值对比度、亮度最大像素点、复杂度等参数进行了计算处理,得到了较好的结果,达到了分析与识别的目的。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 红外图像识别 排气羽焰 数字图像处理

下载PDF 职称材料

液体火箭燃烧尾焰冲击干扰效应数值研究 被引量：1

10

作者 宋华 蔡体敏 李彬 《航天器环境工程》 2012年第4期401-404,共4页

火箭发射时其燃烧尾焰的冲击干扰效应对发射稳定性和发射架、导流槽等地面设施有重要影响。文章采用压力隐式算子分裂算法,通过求解Navier-Stokes方程,对氢氧液体火箭发动机燃烧室内燃烧过程与尾焰流场进行了一体化数值计算,得到了火箭... 火箭发射时其燃烧尾焰的冲击干扰效应对发射稳定性和发射架、导流槽等地面设施有重要影响。文章采用压力隐式算子分裂算法,通过求解Navier-Stokes方程,对氢氧液体火箭发动机燃烧室内燃烧过程与尾焰流场进行了一体化数值计算,得到了火箭发射后尾焰与地面撞击产生的冲击流场。结果表明:尾焰流场计算模型、方法与结果合理;尾焰冲击干扰效应会大幅度提高地面附近的压力和温度;火箭尾焰撞击地面后,高温区出现在离地面一定距离的高温层内,此时地面附近为低速区;尾焰对其正下面的地面区域产生冲击最大,主要干扰区域集中于半径为15m的圆形区域。 展开更多

关键词 火箭尾焰 发射稳定性 冲击干扰效应 数值计算

下载PDF 职称材料

一种火箭尾焰区域确定方法(英文) 被引量：1

11

作者 刘尊洋 孙晓泉 +1 位作者 邵立 汪亚夫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期754-761,共8页

为了准确、高效地计算火箭尾焰的红外辐射特性,提出了一种确定火箭尾焰区域的方法。作为基础工作,分别使用FLUENT和有限体积法(FVM)完成尾焰流场和红外辐射的计算。分析了可能用来区分尾焰和周围大气的变量,如温度和组分含量等,并选择C... 为了准确、高效地计算火箭尾焰的红外辐射特性,提出了一种确定火箭尾焰区域的方法。作为基础工作,分别使用FLUENT和有限体积法(FVM)完成尾焰流场和红外辐射的计算。分析了可能用来区分尾焰和周围大气的变量,如温度和组分含量等,并选择CO的质量分数作为阈值变量。即,在选定阈值后,计算尾焰红外辐射时仅考虑CO质量分数大于阈值的区域,忽略小于阈值其区域对整体辐射的影响。分别研究了尾焰尺寸、计算时间和辐射强度随阈值的变化规律,结果表明,随着阈值的减小,尾焰尺寸和计算时间迅速单调增加,尾焰的红外辐射强度不断波动,且波动幅度逐渐变小,最终趋于平稳。另外,算例表明,选择CO质量分数为0.000 5作为阈值可以确定一个比较合理的尾焰计算区域。 展开更多

关键词 火箭尾焰 红外辐射强度计算 区域确定 阈值

下载PDF 职称材料

火箭尾喷焰辐射远程探测信号随飞行参数的变化规律

12

作者 尹雪梅 闫立强 +2 位作者 吴学红 龚毅 吕彦力 《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》 CAS 2012年第5期63-67,77,共6页

建立了火箭尾喷焰辐射远程探测宽带k分布计算模型,对不同飞行状态下尾喷焰远程探测信号的变化情况进行了考察,并对尾喷焰辐射信号的相对数值进行了分析比较.结果表明:在8.0～11.5μm和10.0～13.4μm谱带内,远程探测积分辐射强度随喷口... 建立了火箭尾喷焰辐射远程探测宽带k分布计算模型,对不同飞行状态下尾喷焰远程探测信号的变化情况进行了考察,并对尾喷焰辐射信号的相对数值进行了分析比较.结果表明:在8.0～11.5μm和10.0～13.4μm谱带内,远程探测积分辐射强度随喷口燃气温度、马赫数和非计算度的增大而增大,随海拔高度的上升而减小;自身和探测积分辐射强度的比值都随喷口燃气温度、马赫数、海拔高度的增大而增大,随非计算度的增大而减小. 展开更多

关键词 火箭尾喷焰 远程探测信号 飞行参数 宽带k分布计算模型

下载PDF 职称材料

复燃对固体火箭尾焰红外辐射特性的影响 被引量：25

13

作者 刘尊洋 邵立 +1 位作者 汪亚夫 孙晓泉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期32-39,共8页

为了定量研究复燃对固体火箭尾焰红外辐射特性的影响,建立了一个可以计算固体火箭尾焰复燃流场和红外辐射特性的模型:使用Fluent软件计算固体火箭尾焰复燃流场;分别使用窄带模型和米氏散射理论计算气体和Al2O3的辐射参数;使用有限体积法... 为了定量研究复燃对固体火箭尾焰红外辐射特性的影响,建立了一个可以计算固体火箭尾焰复燃流场和红外辐射特性的模型:使用Fluent软件计算固体火箭尾焰复燃流场;分别使用窄带模型和米氏散射理论计算气体和Al2O3的辐射参数;使用有限体积法(FVM)求解尾焰中的辐射传输方程(RTE)。利用上述模型,分别研究了复燃对无Al2O3粒子和含有Al2O3粒子两种固体火箭尾焰红外辐射特性的影响,并分析了对二者影响差异的原因。结果表明,复燃使无粒子尾焰光谱辐射强度增幅显著,在2.5～3.0μm和4.2～4.7μm两个主要辐射波段平均辐射强度的增加比例分别达到了46.4%和58.4%;复燃使含粒子尾焰光谱辐射强度增幅较小,在2.5～3.0μm和4.2～4.7μm两个波段平均辐射强度的增加比例分别为7.7%和8.4%。初步分析认为,复燃使两种尾焰温度增幅不同导致了辐射增幅的差异。 展开更多

关键词 红外辐射 复燃的影响 有限体积法 固体火箭尾焰

原文传递

复燃对液体火箭尾焰红外辐射特性的影响 被引量：9

14

作者 刘尊洋 邵立 +1 位作者 汪亚夫 孙晓泉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期480-485,共6页

为了定量研究复燃对液体火箭尾焰红外辐射特性的影响,建立了一个可以计算液体火箭尾焰复燃流场和红外辐射特性的模型.首先,使用FLUENT软件计算液体火箭尾焰复燃流场,其中尾焰中的复燃反应使用有限速率化学反应模型计算;然后,使用基于HIT... 为了定量研究复燃对液体火箭尾焰红外辐射特性的影响,建立了一个可以计算液体火箭尾焰复燃流场和红外辐射特性的模型.首先,使用FLUENT软件计算液体火箭尾焰复燃流场,其中尾焰中的复燃反应使用有限速率化学反应模型计算;然后,使用基于HITEMP数据库的窄带模型计算尾焰内气体的辐射参量;最后,使用有限体积法求解尾焰中的辐射传输方程.通过比较该模型计算的Titan IIIB尾焰光谱辐射强度与(美国)国家航空航天局公布结果的一致性,证明了该模型的正确性.最后,利用该模型计算了复燃对某液体火箭尾焰光谱和波段红外辐射强度的影响,结果表明,复燃反应可以显著增加尾焰红外光谱辐射强度,在2.5～3.0μm和4.2～4.7μm两个主要辐射波段平均辐射强度的增加比例分别达到了30.8%和28.3%,所以,在计算液体火箭尾焰准确的红外辐射特性时,需要考虑复燃的影响. 展开更多

关键词 红外辐射 液体火箭尾焰 复燃 有限速率化学反应 有限体积法

下载PDF 职称材料

宽带k分布模型计算液体火箭尾焰辐射信号 被引量：3

15

作者 尹雪梅 王磊 +1 位作者 张雪龄 吴超 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1352-1357,共6页

快速计算火箭尾焰辐射信号对导弹的识别和跟踪具有重要意义。先利用工程经验公式计算得到尾焰的流场,采用宽带k分布模型计算液体火箭尾焰的辐射信号,并与逐线计算基准解比较,发现宽带k分布模型在探测器工作光谱区域内的相对计算误差基... 快速计算火箭尾焰辐射信号对导弹的识别和跟踪具有重要意义。先利用工程经验公式计算得到尾焰的流场,采用宽带k分布模型计算液体火箭尾焰的辐射信号,并与逐线计算基准解比较,发现宽带k分布模型在探测器工作光谱区域内的相对计算误差基本都小于10%。利用该模型研究飞行参数对尾焰辐射信号的影响,计算结果表明:喷管出口温度、马赫数、非计算度增大,液体火箭尾焰的辐射强度增大;海拔高度升高,不同探测器工作光谱区域尾焰辐射强度变化趋势有所不同。 展开更多

关键词 宽带K分布模型 液体火箭尾焰 辐射信号

下载PDF 职称材料

火箭发动机羽流红外特性计算方法研究 被引量：10

16

作者 王伟臣 李世鹏 +2 位作者 张峤 王宁飞 何丹薇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期423-427,共5页

为研究火箭发动机羽流近场的红外辐射特性,建立了羽流红外辐射传输的计算模型,通过在能量方程中引入辐射源项,实现了流场计算与辐射传输的耦合求解。计算中考虑了7种主要燃气组分,分别使用有限体积法和离散坐标法求解羽流流场和辐射传... 为研究火箭发动机羽流近场的红外辐射特性,建立了羽流红外辐射传输的计算模型,通过在能量方程中引入辐射源项,实现了流场计算与辐射传输的耦合求解。计算中考虑了7种主要燃气组分,分别使用有限体积法和离散坐标法求解羽流流场和辐射传输方程,得到了羽流红外辐射强度在1～15μm范围内随波长变化的曲线及辐射强度在近场内的分布云图,均与文献的计算结果和红外试验热图符合较好。在羽流近场内能够捕捉到流场内各点辐射强度随流场物性变化的情况,表明耦合求解能提高辐射计算精度。 展开更多

关键词 火箭发动机羽流 红外辐射 耦合求解 有限体积法 离散坐标法

下载PDF 职称材料

反坦克导弹尾焰对微波信号衰减的理论预估 被引量：1

17

作者 张平 刘青云 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期321-325,共5页

提出了一种能预测反坦克导弹尾焰及其它导弹喷焰对微波信号衰减的计算方法和计算机程序，它可定量地计算出推进剂中碱金属杂质含量、尾焰后燃效应和微波入射方位等因素对微波衰减的不容忽视的影响，弥补了AEROCHEM程序和IACH程序的不足... 提出了一种能预测反坦克导弹尾焰及其它导弹喷焰对微波信号衰减的计算方法和计算机程序，它可定量地计算出推进剂中碱金属杂质含量、尾焰后燃效应和微波入射方位等因素对微波衰减的不容忽视的影响，弥补了AEROCHEM程序和IACH程序的不足。计算结果与实验结果比较有较好的一致性。 展开更多

关键词 反坦克导弹 火箭发动机喷焰 微波信号衰减

下载PDF 职称材料