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弹道导弹天基预警涉及导弹主动段尾喷焰的红外特性。由于地球,海洋,大气背景复杂,杂波噪声大于目标信号,因此需要考虑动态,多光谱,多方向,多层次,目标的红外光谱特征和红外指纹。所以,弹道导弹尾喷焰的辐射特性对弹道导弹天基预警率和突防能力的提高,具有重要的军事应用价值。 本文针对弹道导弹主动段尾喷焰的红外辐射特性开展了研究。采用二炮4所的半经验、半理论方法,计算了尾喷焰内流场,温度场,组分浓度场;采用文献[89,90]的辐射物性参数数值计算程序,计算了尾喷焰内H2O、CO2、CO、Al2O3等的光谱辐射特性。在此基础上,采用各向同性散射下的二流、四流、六流模型,数值计算了弹道导弹主动段尾喷焰在不同高度、多方向、多角度下的光谱辐射强度,谱带辐射强度,谱带辐射热流。 1、光谱辐射强度的计算。本文考虑尾喷焰内粒子的散射,吸收效应,分别建立了二流法模型,四流法模型,六流法模型。数值模拟了导弹尾喷焰在不同高度,不同波长下,与尾喷焰轴线成30,60,90度方向上喷焰边界上出射的光谱辐射强度与谱带辐射强度。将二流法与有限体积法、反蒙特卡洛法的光谱辐射强度数值模拟结果比较表明,二流模型在90度方向的计算结果偏差最小;在尾喷焰总长度70％的部分,x=10～34.5m,二流法与反蒙特卡洛法、有限体积法的最大偏差小于20%。 2、谱带辐射热流的计算。由导弹尾喷焰内散射的各向同性出发,建立了二热流密度、四热流密度和六热流密度法模型。数值模拟了尾喷焰在不同高度,不同谱带上,与尾喷焰轴线成30,60,90度方向上谱带的辐射热流值。并且把这些方向上二,四,六流法的数值模拟结果进行了比较表明:热流密度法的方向数越多,计算结果就越小。