成果详情 一、项目包含的关键技术:
1、高速绕流的气动辐射机理及地面模拟技术;
2、高速绕流与壁面相互作用机理及地面模拟技术;
3、面向光学成像的多物理场耦合建模及仿真技术;
二、项目需攻克核心关键技术、“卡脖子”技术:
提出团队在高焓设备和测试技术方面的优势,开展面向高焓非平衡流动及气固相互作用的地面模拟实验,获得关键数据集,验证多物理场仿真用基础模型,结合气动、传热、化学和光学等多领域优势力量开发“流动-光传输-辐射和成像耦合仿真”软件模块,基于实验和仿真分析,研制光学成像样机并开展风洞实验验证。在获取并掌握自主基础数据集的同时,利用物理认知和样机开发支撑相关工程型号研制,解决国家重大需求。
三、项目主要创新点
创新点1:高速绕流流动的解耦研究方法
气动光学、气动光谱学都是光学部件难以应用的重要因素,但其基础是流动以及流动与固体界面的相互作用,与此同时绕流辐射机理和各自可能源头的贡献权重未知。针对这一重大难题的主要特点,提出一方面加强高焓流动基础实验与建模,一方面耦合流动与壁面材料,同时针对多个学科涉及的多种可能辐射干扰源开展解耦量化研究,最大概率锁定关键辐射干扰源,给出主要干扰机制,形成仿真模型和基础数据集。
创新点2:多物理场干扰下的光学信号建模方法
流动、壁面材料烧蚀以及绕流辐射干扰等多物理场对于光学信号的耦合作用难以评估,项目提出多物理场耦合建模方法,在气动辐射、气动热致辐射的测试和模拟软件的基础上,通过理论建模将流动光传输、干扰辐射和光学信号耦合,将光学系统的探测波长、立体角以及安装位置和方向等参数作为变量,把图像传感器耦合进模型,得到图像传感器的带信噪比的模拟图像,并利用图像处理和计算算法得到探测目标。这一数值“试验”方法具备高温气动-传热-辐射-成像等多物理场耦合建模特征,具备全链路仿真、分析、验证功能,对特种应用环境的光学系统开发具有重要意义。
四、项目涉及的技术与产品应用领域
1)本项目能够直接支撑临近空间高超飞行新兴战略产业的发展;
2)本项目成果对于高速飞行用特种光学成像部件研制具有重要指导意义;
3)本项目的地面风洞实验,测量技术和仿真方法等研究进展,能够支撑高速飞行相关基础研究进展;
4)本项目的基础数据集等成果能够为高速飞行的辐射加热,目标特征研究提供关键支撑,也能够为我国的载人探月返回器,探火星返回器的设计和探测提供基础数据。
知识产权情况 暂无
应用效果及市场前景 暂无
技术优势 暂无