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烟幕扩散与遮蔽效能的动态仿真研究

兵器装备工程学报 2022年第8期43卷 223-229页

作者：曹力子张志刚葛涛齐颖空军工程大学航空工程学院西安710000 中国人民解放军93856部队兰州730000 西北师范大学计算机科学与工程学院兰州730000

为了研究烟幕动态扩散对遮蔽效能的持续性影响,采用烟幕扩散与遮蔽效能的动态仿真方法,通过引入ATSTEP模型和对传统高斯烟团叠加的方式构建了烟幕动态扩散模型,以Lambert-Beer定律为依据构建了对地和对空两个维度的动态遮蔽效能仿真模... 详细信息

为了研究烟幕动态扩散对遮蔽效能的持续性影响,采用烟幕扩散与遮蔽效能的动态仿真方法,通过引入ATSTEP模型和对传统高斯烟团叠加的方式构建了烟幕动态扩散模型,以Lambert-Beer定律为依据构建了对地和对空两个维度的动态遮蔽效能仿真模型。通过仿真数值及文献实测数据验证表明:烟幕动态扩散模型具有良好的适用性,烟幕动态遮蔽模型具有较高的准确性。实现了对烟幕有害浓度区域和指定地点处任意时刻有效遮蔽区域快速、精准的动态划分,并且可为可见光、红外、毫米波等烟幕的动态遮蔽区域划分和烟幕遮蔽效能评估提供参考。

关键词：烟幕动态扩散高斯模型遮蔽模型仿真模拟 ATSTEP

烟幕初始云团半径变化规律理论模型及实验研究

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爆炸与冲击 2016年第2期36卷 183-188页

作者：许兴春高欣宝李天鹏张俊坤军械工程学院河北石家庄050003

为了评估烟幕的遮蔽效能,需要对烟幕云团初始参数进行计算,即烟幕云团在爆炸能量下形成的最大半径。本文中基于一种简单烟幕发生装置,把云团的膨胀过程分为2个阶段,分别为等熵膨胀阶段和自由膨胀阶段,建立了烟幕云团膨胀的理论模型,对... 详细信息

为了评估烟幕的遮蔽效能,需要对烟幕云团初始参数进行计算,即烟幕云团在爆炸能量下形成的最大半径。本文中基于一种简单烟幕发生装置,把云团的膨胀过程分为2个阶段,分别为等熵膨胀阶段和自由膨胀阶段,建立了烟幕云团膨胀的理论模型,对模型进行分析建立了烟幕云团膨胀过程微分方程组。采用四阶龙格-库塔方法求解得到烟幕云团的半径变化规律。通过实验结果分析可知,该理论模型能够描述给定装置烟幕云团膨胀的基本规律。通过缩比效应,可将其用于爆炸发烟装置初始云团参数的计算。

关键词：爆炸力学理论模型云团半径烟幕

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爆炸型红外烟幕衰减特性模型的实验验证研究

系统工程与电子技术 2024年

作者：林娟朱希娟刘兴润李浩彤吴开峰董雁冰北京环境特性研究所

赤磷基烟幕弹是对抗红外探测的有效干扰手段，烟幕弹爆炸后扩散形成的烟幕对被测目标的衰减分布特征是其遮蔽性能评估的基础。典型爆炸型红外烟幕衰减特性模型包括爆炸成烟的扩散模型和基于Mie散射理论的烟幕透过率计算模型，据此设计... 详细信息

赤磷基烟幕弹是对抗红外探测的有效干扰手段，烟幕弹爆炸后扩散形成的烟幕对被测目标的衰减分布特征是其遮蔽性能评估的基础。典型爆炸型红外烟幕衰减特性模型包括爆炸成烟的扩散模型和基于Mie散射理论的烟幕透过率计算模型，据此设计并开展了烟幕微观光学特征测量实验与赤磷烟幕弹红外衰减特性外场测量实验。结果表明，烟幕颗粒尺度范围主要集中在10-75μm之间，形态趋近于球形粒子；与外场测试获取的烟幕随时间变化的透过率结果相比，烟幕衰减模型的中波透过率计算结果相对误差均值为16.3%，长波透过率相对误差均值为15.8%，扩散模型计算得到的烟幕组分数密度与测得的烟幕透过率变化趋势一致，计算模型结果与实验数据分析相符。文中对烟幕粒子的球形假设、组分类型的设定与真实状态存在一定的偏差，需要进一步开展烟幕三维物理场的验证分析以完善烟幕衰减模型。

关键词：烟幕赤磷透过率粒子数密度验证

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图像特征对烟幕干扰的效能评估对比研究

激光与红外 2023年第6期53卷 919-926页

作者：赵凤刘书信姜湖海代宇西南技术物理研究所四川成都610041 重庆大学光电工程学院重庆400044

烟幕干扰作为现代战场常见的无源干扰方式,具有优良的光电对抗效果、较强的战术应用机动性和较高的效费比。针对基于图像的烟幕干扰定量评估研究不足,本文从跟踪的角度出发,对烟幕干扰下目标的红外成像使用灰度特征、基于LBP的纹理特征... 详细信息

烟幕干扰作为现代战场常见的无源干扰方式,具有优良的光电对抗效果、较强的战术应用机动性和较高的效费比。针对基于图像的烟幕干扰定量评估研究不足,本文从跟踪的角度出发,对烟幕干扰下目标的红外成像使用灰度特征、基于LBP的纹理特征、类哈尔矩形特征、方向梯度直方图特征以及深度特征5种方法进行特征提取,通过将特征提取结果与主观评分进行相似性计算,得出不同图像特征对烟幕干扰下目标的表征能力。通过对8组外场试验所得数据的分析验证,得出结论,对烟幕干扰下目标表征能力较为优秀的三种特征分别是方向梯度直方图特征、类哈尔矩形特征以及深度特征。

关键词：图像特征烟幕方向梯度直方图深度特征

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烟幕扩散模型中任意光路电磁波透过率的计算

激光与红外 2021年第1期51卷 95-99页

作者：蒋云李伟宋伟伟于照亮代晓东防化研究院北京102205

在烟幕扩散模型中,计算电磁波沿任意路径穿透烟幕云团时产生的衰减,需要准确计算出该路径下的烟幕积分浓度,从而得到电磁波的透过率。本文基于空间几何坐标变换原理、线性代数矩阵运算方法以及烟幕材料消光理论,推导了烟幕扩散模型中电... 详细信息

在烟幕扩散模型中,计算电磁波沿任意路径穿透烟幕云团时产生的衰减,需要准确计算出该路径下的烟幕积分浓度,从而得到电磁波的透过率。本文基于空间几何坐标变换原理、线性代数矩阵运算方法以及烟幕材料消光理论,推导了烟幕扩散模型中电磁波入射方向改变时的三维坐标系变换矩阵和二维积分浓度投影算法,实现了电磁波沿任意方向入射时的积分浓度分布及透过率的计算,为烟幕扩散模型的多角度(方向)数据分析、烟幕云团红外图像处理以及更多应用场景中的使用奠定了基础。

关键词：烟幕随机游走模型烟幕积分浓度坐标变换

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粒径对烟幕中团聚体颗粒散射特性的影响分析

兵工学报 2020年第5期41卷 975-983页

作者：周梦得李佳玉南京理工大学能源与动力工程学院江苏南京210094 电子设备热控制工业信息化部重点实验室江苏南京210094

以烟幕中颗粒团聚现象为背景,针对烟幕中的团聚体的消光性能优化问题进行了研究。基于Cluster-Cluster Aggregation理论建立了随机粒径的团聚体算法程序,用于生成具有不同颗粒半径的团聚体模型;在此模型基础上运用多球T矩阵方法计算分... 详细信息

以烟幕中颗粒团聚现象为背景,针对烟幕中的团聚体的消光性能优化问题进行了研究。基于Cluster-Cluster Aggregation理论建立了随机粒径的团聚体算法程序,用于生成具有不同颗粒半径的团聚体模型;在此模型基础上运用多球T矩阵方法计算分析了烟幕中粒径呈对数正态分布的团聚体散射特性;同时结合具体的物理模型研究分析了粒径的分散程度对团聚体消光因子、散射因子及散射能量分布的影响。结果表明:团聚体中颗粒粒径分散程度的降低会提高烟幕的消光性能;模拟的多组团聚体中,A型团聚体较B型团聚体消光因子提高了30.9%,总体散射能量降低了32.5%;团聚体中尽量避免出现偏离对数正态分布均值的极大粒径颗粒可以有效地提高烟幕团聚体的消光性能。

关键词：烟幕团聚体颗粒散射特性多球T矩阵相函数

基于红外遮蔽的地面烟幕防空阵地部署模型研究

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兵工学报 2019年第6期40卷 1244-1251页

作者：曾照凯朱东升郭潇迪王丁高晓辉军事科学院防化研究院北京102205 中国人民武装警察部队研究院装备技术研究所北京100012

现代防空作战中,本着及时响应、快速反应、发挥烟幕最大遮蔽效能的原则,发烟装备必须实现预先阵地配置。将解析几何分析和数值分析算法应用于阵地部署模型的研究:基于三维战场空间和烟幕需求,通过解析几何分析构建了垂直烟幕空间尺度计... 详细信息

现代防空作战中,本着及时响应、快速反应、发挥烟幕最大遮蔽效能的原则,发烟装备必须实现预先阵地配置。将解析几何分析和数值分析算法应用于阵地部署模型的研究:基于三维战场空间和烟幕需求,通过解析几何分析构建了垂直烟幕空间尺度计算模型;基于烟幕扩散模式--高斯烟羽模式,应用数学推导、牛顿下山法构建了单点施放垂直烟幕计算模型。以单点施放烟幕为构成单元,以空间烟幕需求为最终标准,综合建立了多点施放垂直烟幕计算模型,即防御红外制导武器的地面发烟装备阵地部署模型。结合试验对比分析表明:模型计算结果与试验数据一致性较好,构建的模型是合理可行的。

关键词：烟幕防空阵地部署高斯烟羽模式红外遮蔽

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烟幕干扰激光末制导炮弹的仿真研究

红外与激光工程 2022年第4期51卷 274-284页

作者：郭爱强李天鹏李笑楠高欣宝陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003

随着精确制导武器的大量应用,实现了常规弹药集群攻击模式向制导弹药精确打击模式的转变,从而达到了最优的作战性价比,其激光武器被广泛应用于军事领域,为有效对抗激光武器,烟幕弹以性价比高等优势受到各国的青睐。以烟幕干扰激光末制... 详细信息

随着精确制导武器的大量应用,实现了常规弹药集群攻击模式向制导弹药精确打击模式的转变,从而达到了最优的作战性价比,其激光武器被广泛应用于军事领域,为有效对抗激光武器,烟幕弹以性价比高等优势受到各国的青睐。以烟幕干扰激光末制导炮弹为例,研究了激光末制导炮弹的制导原理,烟幕干扰激光末制导炮弹的原理,将烟幕对激光导引头的遮蔽效果引入到外弹道仿真过程,以脱靶量为指标,建立了干扰系统仿真模型,实现了烟幕对抗激光末制导炮弹的干扰仿真研究。研究结果表明,该仿真系统可以为烟幕弹对付激光末制导炮弹提供最佳干扰策略,为典型烟幕弹药的作战训练和效能评估提供辅助决策。

关键词：激光末制导炮弹烟幕激光导引头仿真研究干扰策略

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烟幕对红外热像仪遮蔽效果的定量表征

红外与激光工程 2012年第1期41卷 37-42页

作者：刘香翠程翔张良任丽娜郭建广防化研究院北京102205

红外成像探测、侦察与制导技术在现代战争中地位显著。为定量表征发烟剂和发烟装备形成的烟幕对红外热像仪的遮蔽效果,详细论述了各种表征参数的测试过程及计算方法。消光系数和总遮蔽力均是评价烟幕遮蔽性能的特征参数,在烟幕箱实验条... 详细信息

红外成像探测、侦察与制导技术在现代战争中地位显著。为定量表征发烟剂和发烟装备形成的烟幕对红外热像仪的遮蔽效果,详细论述了各种表征参数的测试过程及计算方法。消光系数和总遮蔽力均是评价烟幕遮蔽性能的特征参数,在烟幕箱实验条件下,烟幕粒子容易实现均匀分布,测得的消光系数和总遮蔽力较为准确,所以二者可作为定量表征参数,它们是实验室筛选发烟剂的依据;在野外实验条件下,烟幕粒子的运动状态受气象条件影响很大,很难直接测量消光系数和总遮蔽力,但可将透过率、有效遮蔽时间等作为烟幕对红外热像仪遮蔽效果的定量表征参数。

关键词：定量表征烟幕红外热像仪遮蔽效果