[发明专利]一种随高度变化低空喷焰红外辐射特性预估方法及装置

权利要求书

1.一种随高度变化低空喷焰红外辐射特性预估方法，其特征在于，包括：

基于仿真获得第一高度和第二高度下的喷焰流场特性参数，并计算第一高度和第二高度下喷焰的红外辐射强度I_template(H₁)和I_template(H₂)；

根据仿真得到的第一高度和第二高度下的喷焰流场特性参数计算随待估算高度变化的喷焰流场尺度，并根据随待估算高度变化的喷焰流场尺度及每个分区的光谱吸收系数得到随待估算高度H变化的红外辐射强度函数I_new(H)；

通过以下公式修正得到喷焰红外辐射强度I：

其中，I_new(H₁)和I_new(H₂)分别为将第一高度H₁和第二高度H₂代入红外辐射强度函数I_new(H)后得到的红外辐射强度；

其中，所述根据仿真得到的第一高度和第二高度下的喷焰流场特性参数计算随待估算高度变化的喷焰流场尺度，包括：

根据待估算高度计算对应膨胀比N_PR，选择第一高度和第二高度下的膨胀比N_PR1和N_PR2中最接近的高度作为基础模板，根据基础模板的喷焰流场特性参数计算基础模板的喷焰最大等效半径R_template和喷焰等效长度L_template；

根据所述基础模板的喷焰最大等效半径R_template和喷焰等效长度L_template，通过以下公式计算随待估算高度H变化的喷焰流场尺度：

其中，R_new为待估算高度H变化的喷焰最大等效半径，L_new为随待估算高度H变化的喷焰等效长度，N_PR和N_{PR_template}为待估算高度的膨胀比及基础模板的膨胀比，f(U_∞template)和g(U_∞template)为将基础模板的伴随流速度U_∞template作为伴随流速度U_∞代入高速伴随流影响函数f(U_∞)和g(U_∞)得到，k_L和k_R是拟合常数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高速伴随流影响函数f(U_∞)和g(U_∞)分别为：

其中，U_∞为伴随流速度，U^*为喷焰极限膨胀速度，且γ_exit为发动机出口的比热比，R为气体常数，T_exit为发动机喷管出口温度。

3.根据权利要求1～2中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据随待估算高度变化的喷焰流场尺度及每个分区的光谱吸收系数得到随待估算高度H变化的红外辐射强度函数I_new(H)，包括：

根据随待估算高度H变化的喷焰流场尺度计算各个喷焰流场分区的光谱吸收系数；

根据各个喷焰流场分区的光谱吸收系数获得随待估算高度H变化的红外辐射强度函数I_new(H)。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据随伴随流速度U_∞变化的喷焰流场尺度计算各个喷焰流场分区的光谱吸收系数，包括：

根据流场出口区的喷管发动机出口参数计算该区的光谱吸收系数；

根据来流影响区的流场参数计算该区的光谱吸收系数；

根据第一高度H₁和第二高度H₂的流场参数计算待估算高度H的复燃区的流场参数，并根据复燃区的流场参数计算该区的光谱吸收系数。