基于蒙特卡罗方法的飞行器尾焰紫外辐射传输特性研究

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随着高超声速飞行器的迅猛发展，对飞行器尾焰的预警和探测工作已经成为各个军事强国研究的重点。本文基于蒙特卡罗方法研究了高超声速飞行器在上升段的紫外辐射传输特性。本文关于蒙特卡罗方法的随机数发生器，在广义反馈位移寄存发生器和满抛物映射发生器的基础上提出了一种新型的线性组合发生器，经过参数、均匀性、独立性等一系列统计检验，由检验结果可知该组合发生器相对于两个独立发生器具有较好的统计性质。然后，在输运方程蒙特卡罗解中从光学厚度、不对称因子、单次散射反照率三个方面讨论了光子数截断问题，得出介质光学厚度是影响蒙特卡罗解中光子数选取的主要因素，并根据介质光学厚度的不同对蒙特卡罗解中的光子数进行了区间划分。本文重点从尾焰紫外辐射和紫外大气传输两个方面进行了研究工作。在计算尾焰紫外辐射特性时，首先描述了尾焰中粒子热辐射和CO化学荧光辐射两种主要紫外辐射源；然后应用球谐离散坐标法讨论了两种辐射源在尾焰紫外辐射中所占的比例以及氧化铝粒径分布对尾焰紫外辐射的影响；最后给出了尾焰在径向和不同观测角时的辐射亮度曲线。在计算大气紫外传输特性时，首先用Modtran软件对多层蒙特卡罗方法进行了大气透过率验证；然后根据昆明、拉萨、南极中山站三地的臭氧数据进行了多层蒙特卡罗模拟，由计算结果可知中山站所在的高纬度地区相比于低纬度地区在20-25公里高度大气紫外透过率最低；最后应用多层蒙特卡罗方法求解了尾焰在不同高度不同观测角时尾焰辐射强度随传输距离的变化情况。综上所述，本文计算结果为高超声速目标的预警和探测提供了相应的参考。

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作者
赵童童;
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作者单位

西安电子科技大学;

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授予单位西安电子科技大学;
学科物理学
授予学位硕士
导师姓名白璐;
年度 2018
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类
关键词
蒙特卡罗方法; 飞行器; 尾焰; 紫外; 辐射传输;

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