[發明專利]一種固體目標光學特性的計算方法和裝置

在審

• 申請號: 201911082834.0
• 申請日: 2019-11-07
• 公開（公告）號: CN110826279A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 林娟;馬靜;吳開峰;劉興潤;朱希娟
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06T17/00
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 周嬌嬌

本發明涉及一種固體目標光學特性的計算方法和裝置，所述方法的一實施方式包括：建立固體目標的三維紅外模型，并將固體目標表面分割為多個面單元；獲取預先計算完成的所述面單元之間的角系數數據，利用所述角系數數據確定每一面單元的輻射出射能量數據和輻射入射能量數據；依據所述輻射出射能量數據和輻射入射能量數據構建每一面單元的能量平衡方程；求解每一面單元的能量平衡方程組成的方程組，獲得固體目標表面的溫度分布數據，由獲得的溫度分布數據計算固體目標的紅外光學特性數據。該實施方式能夠快速計算固體目標的紅外光學特性。

技術領域

本發明涉及光學特性計算技術領域，尤其涉及一種固體目標光學特性的計算方法和裝置。

背景技術

對固體目標光學特性建模的難點及關鍵就是其各面元之間的熱交換、遮擋以及多次散射等相互作用，影響目標光學特性描述的精細度，并且在目標光學特性仿真計算中占用的時間較長。尤其在固體目標溫度場和紅外輻射場計算過程中，對目標面元之間的角系數和熱輻射傳遞系數的計算占據了大量的仿真時間，降低了仿真模型的時效性。

因此，研究固體目標光學特性仿真模型的輸入接口，梳理模型仿真流程，通過測試分析，研究模型的快速算法流程，一方面提高固體目標光學特性的仿真速度，另一方面可對固體結構目標光學特性精度提供依據，提高固體目標光學特性仿真模型運行的穩定性與時效性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：在計算固體目標的紅外光學特性時如何提高仿真計算速度。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種固體目標光學特性的計算方法。

本發明實施例的固體目標光學特性的計算方法包括：建立固體目標的三維紅外模型，并將固體目標表面分割為多個面單元；獲取預先計算完成的所述面單元之間的角系數數據，利用所述角系數數據確定每一面單元的輻射出射能量數據和輻射入射能量數據；依據所述輻射出射能量數據和輻射入射能量數據構建每一面單元的能量平衡方程；求解每一面單元的能量平衡方程組成的方程組，獲得固體目標表面的溫度分布數據，由獲得的溫度分布數據計算固體目標的紅外光學特性數據。

優選地，所述預先計算完成的所述面單元之間的角系數數據存儲在配置文件中。

優選地，每一面單元的輻射入射能量數據為天空對該面單元的輻射能量數據、地面對該面單元的輻射能量數據、太陽對該面單元的輻射能量數據以及固體目標中其它面單元對該面單元的輻射能量數據之和；每一面單元的輻射出射能量數據為該面單元自身輻射出射能量數據與該面單元反射能量數據之和。

優選地，每一面單元的能量平衡方程為：關于該面單元內表面的輻射入射能量數據與輻射出射能量數據的差值、該面單元外表面的輻射入射能量數據與輻射出射能量數據的差值、該面單元內外表面與外界空氣之間的對流能量數據、以及該面單元與固體目標其它面單元之間的傳導能量數據的等式。

在另一方面，本發明還提供了一種固體目標光學特性的計算裝置。

本發明實施例的固體目標光學特性的計算裝置可包括：建模單元，用于建立固體目標的三維紅外模型，并將固體目標表面分割為多個面單元；輻射能量計算單元，用于獲取預先計算完成的所述面單元之間的角系數數據，利用所述角系數數據確定每一面單元的輻射出射能量數據和輻射入射能量數據；方程建立單元，用于依據所述輻射出射能量數據和輻射入射能量數據構建每一面單元的能量平衡方程；光學特性計算單元，用于求解每一面單元的能量平衡方程組成的方程組，獲得固體目標表面的溫度分布數據，由獲得的溫度分布數據計算固體目標的紅外光學特性數據。

可選地，所述預先計算完成的所述面單元之間的角系數數據存儲在配置文件中。