航天器起伏表面的红外辐射特性

杨帆; 宣益民; 韩玉阁

doi:10.3788/IRLA201645.0504003

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航天器起伏表面的红外辐射特性

杨帆, 宣益民, 韩玉阁

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杨帆, 宣益民, 韩玉阁. 航天器起伏表面的红外辐射特性[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504003-0504003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0504003

引用本文:

杨帆, 宣益民, 韩玉阁. 航天器起伏表面的红外辐射特性[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504003-0504003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0504003

Yang Fan, Xuan Yimin, Han Yuge. Infrared characteristics of spacecraft undulating surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 504003-0504003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0504003

Citation:

Yang Fan, Xuan Yimin, Han Yuge. Infrared characteristics of spacecraft undulating surface[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 504003-0504003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0504003

航天器起伏表面的红外辐射特性

doi: 10.3788/IRLA201645.0504003

1.
南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京 210094

基金项目:

总装预研项目

详细信息

作者简介:
杨帆(1987-),男,博士生,主要从事空间目标红外特性方面的研究。Email:yang.phd.nj@gmail.com;宣益民(1956-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事动力工程及工程热物理学科的教学与研究。Email:ymxuan@mail.njust.edu.cn

杨帆(1987-),男,博士生,主要从事空间目标红外特性方面的研究。Email:yang.phd.nj@gmail.com;宣益民(1956-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事动力工程及工程热物理学科的教学与研究。Email:ymxuan@mail.njust.edu.cn

中图分类号: TN21

Infrared characteristics of spacecraft undulating surface

1.
School of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Science and Technology,Nanjing 210094,China

摘要: 采用随机表面的计算机生成方法模拟了卫星表面起伏形貌;考虑了空间环境的辐射热流,采用蒙特卡罗法计算起伏表面面元间的辐射传递系数,完成了起伏表面的温度分布计算;考虑表面双向反射分布函数,建立了起伏表面随方向变化的红外辐射强度计算模型,并且以卫星常用的镀铝聚酰亚胺薄膜材料为例,分析了空间目标起伏表面的红外辐射特性。计算结果表明:随机起伏表面的红外辐射特性与理想平面的红外辐射特性差别明显;表面温度分布和红外辐射分布与表面的起伏形貌特征相关性很强。其结果可以为空间目标红外探测技术的研究提供更加有效的支撑。
- 空间目标 /
- 红外特性 /
- 表面光学 /
- 随机表面 /
- BRDF
Abstract: Numerical generation method of random surface was used to simulate the topography of satellite undulating surface. Considering the radiative flux of space environment, the surface temperature distribution was calculated through the energy equation, with the transfer coefficients determined by Monte-Carlo method. Undulating surface infrared characteristics were calculated and analyzed, through the model by the Torrance-Sparrow bidirectional reflectance distribution function, which is based on the common material and aluminized polyimide film. Simulation results show that infrared characteristic of the undulating surface is quite different from those of ideal plane surface. The surface temperature distribution and infrared characteristics are strong correlative with the surface topography, which provides the research of space infrared detection technology with more effective support.
- space object /
- infrared characteristics /
- optics at surfaces /
- random surface /
- BRDF

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航天器起伏表面的红外辐射特性

doi: 10.3788/IRLA201645.0504003

1. 南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京 210094

作者简介:
杨帆(1987-),男,博士生,主要从事空间目标红外特性方面的研究。Email:yang.phd.nj@gmail.com;宣益民(1956-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事动力工程及工程热物理学科的教学与研究。Email:ymxuan@mail.njust.edu.cn

杨帆(1987-),男,博士生,主要从事空间目标红外特性方面的研究。Email:yang.phd.nj@gmail.com;宣益民(1956-),男,教授,博士生导师,博士,主要从事动力工程及工程热物理学科的教学与研究。Email:ymxuan@mail.njust.edu.cn

收稿日期: 2015-09-10
修回日期: 2015-10-17
刊出日期: 2016-05-25

基金项目:

总装预研项目

中图分类号: TN21

关键词:

摘要: 采用随机表面的计算机生成方法模拟了卫星表面起伏形貌;考虑了空间环境的辐射热流,采用蒙特卡罗法计算起伏表面面元间的辐射传递系数,完成了起伏表面的温度分布计算;考虑表面双向反射分布函数,建立了起伏表面随方向变化的红外辐射强度计算模型,并且以卫星常用的镀铝聚酰亚胺薄膜材料为例,分析了空间目标起伏表面的红外辐射特性。计算结果表明:随机起伏表面的红外辐射特性与理想平面的红外辐射特性差别明显;表面温度分布和红外辐射分布与表面的起伏形貌特征相关性很强。其结果可以为空间目标红外探测技术的研究提供更加有效的支撑。