本发明专利技术公开了一种干扰材料效能评价方法及系统。所述方法包括：建立烟箱环境中干扰材料浓度分布预测模型，根据干扰材料浓度分布预测模型进行干扰材料粒子浓度分布数值计算，从计算结果中提取光学通道中干扰材料粒子浓度；根据干扰材料粒子的单次辐射传输模型，计算不同入射角度、不同波长的电磁波入射时干扰材料粒子的消光效率因子和散射效率因子；建立干扰材料在烟幕粒子真实浓度分布下的光路GOA模型，将干扰材料粒子半径、光学通道中干扰材料粒子浓度以及不同入射角度、不同波长的电磁波入射时干扰材料粒子的消光效率因子和散射效率因子代入GOA模型，计算得到烟箱中干扰材料的消光效果。本发明专利技术可实现干扰材料不均匀分布的干扰效能评价。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种干扰材料效能评价方法及系统，属于烟幕干扰效能评价。
技术介绍
1、干扰材料、发烟装备、器材的发展离不开理论指导、科学试验和评价结果的支撑，如何客观准确评价干扰材料及烟幕的干扰效能，成为烟幕
中的重要问题。目前应用较多的干扰材料及烟幕干扰效能评价方法主要有红外光谱法、烟箱测试法和外场测试法，这些评价方法的广泛应用为烟幕领域的发展提供了重要支撑。
2、红外光谱法所需干扰材料样品量极少（毫克级），测试重复性较好，分析速度快且操作简便。但因该测试方式与干扰材料的烟幕施放方式有较大的差别，测量结果对材料干扰性能的评价说服力不强，目前常用于干扰材料在科研阶段的表征与选型。通过红外光谱法测得的质量消光系数测试值远小于烟箱测试法的结果，另外红外光谱仪光源强度低、定量分析误差大等缺点也制约着红外光谱法在干扰材料干扰性能评价中的应用。
3、烟箱测试法所需干扰材料样品量较少（克级），可测得各波段（红外、可见光、毫米波等）干扰效果，重复测试时条件可控，但限于烟箱尺寸、搅拌方式等局限条件，无法保证干扰材料在烟箱中均匀分布，测量结果与材料实际应用的干扰效果有一定差异。另外，朗伯-比尔定律的前提是吸光物质在体系中均匀分散，该定律其实无法适用于干扰材料不均匀分布的情况。
4、外场测试法是评价材料干扰性能最可信的测量方法，测试条件最接近发烟装备、器材的使用环境，是科研阶段中的关键手段。但外场测试中需耗费大量的人力、物力，所需干扰材料样品量较多（千克级），且受季节、气象等因素影响，测试重复性较差。
5、此外，这些评价方法并不统一，红外光谱法、烟箱测试法与外场测试法等多种测试方法测得的结果数值偏差较大，而且多种测试方法得到的结果之间相互验证也比较困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种干扰材料效能评价方法及系统，以解决上述
技术介绍
中存在的一个或多个问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种干扰材料效能评价方法，包括：
4、建立烟箱环境中干扰材料粒子浓度分布预测模型，根据干扰材料粒子浓度分布预测模型进行干扰材料粒子浓度分布数值计算，从干扰材料粒子浓度分布计算结果中提取光学通道中干扰材料粒子浓度；
5、根据干扰材料粒子的单次辐射传输模型，计算不同入射角度、不同波长的电磁波入射时干扰材料粒子的消光效率因子和散射效率因子；
6、建立干扰材料在烟幕粒子真实浓度分布下的光路goa 模型，将干扰材料粒子半径、光学通道中干扰材料粒子浓度以及不同入射角度、不同波长的电磁波入射时干扰材料粒子的消光效率因子和散射效率因子代入goa模型，计算得到烟箱中干扰材料的透过率和质量消光系数。
7、进一步地，所述干扰材料粒子浓度分布预测模型根据以下方法建立：
8、建立烟箱三维模型，烟箱内壁衬有吸波海绵椎体，吸波海绵椎体上覆盖有玻璃纤维布，烟箱内部尺寸等效为l×w×h，其中l、w、h分别为长度、宽度和高度，烟箱前后侧壁开有若干光学通道，左右两侧的光学通道中心线与烟箱内壁之间以及相邻光学通道中心线之间按照设定间隔进行设置，各光学通道中心线高度相同；烟箱左侧壁或右侧壁设有用于喷入干扰材料的喷口，位置在宽度方向居中，高度与光学通道中心线高度相同；将烟箱中的光学通道进行分段建模，每个光学通道分为n+2段，n为正整数，其中烟箱内部的光学通道部分平均分为n段，烟箱前后两侧吸波海绵区域的光学通道部分各为1段，每个光学通道被分割为n+2段圆柱体，各段圆柱体在两端交界处创建一个公共圆面以将流体域连通；
9、烟箱内部安装有3个摇头风扇，位置坐标分别为（l/2，h，w/2）、（x，0，w/2）、（l-x，0，w/2），对风扇进行建模，将建立的fan模型置于流体通道中进行流体流动计算，得出在设定转速时叶片上下游的压差；将设定转速时叶片上下游的压差作为风扇动量源导入fan模型，得到将风扇的流量与压力联立的集总风扇fan模型；
10、采用重叠网格方法模拟烟箱中风扇搅拌导致的空气流动，网格单元类型选择切割体，将存在风扇自转和公转的风扇区域设置为重叠网格区域，将风扇区域外的烟箱区域作为背景网格，建立重叠区域，在网格交界区域采用线性插值方法进行数据交互，并对包络风扇公转范围的区域进行网格加密。
11、进一步地，风扇区域与烟箱区域在网格划分时采用了两套网格：风扇面网格数量113万，体网格数量500万；烟箱面网格数量60万，体网格数量323万。
12、进一步地，所述干扰材料为球状粒子，球状粒子的单次辐射传输模型根据以下方法建立：
13、建立球状粒子的二维轴对称模型，在计算区域边界面引入完美匹配层，使得入射电磁波直接透射穿过边界面进入完美匹配层而不在边界面上发生反射；在完美匹配层使用映射网格划分，其余部分使用自由四面体网格划分，最大网格尺寸设置为入射电磁波波长的1/5；
14、根据球状粒子的二维轴对称模型，建立球状粒子的单次辐射传输模型。
15、进一步地，所述干扰粒子为片状粒子，片状粒子的单次辐射传输模型根据以下方法建立：
16、建立片状粒子的二维轴对称模型；
17、通过坐标转换，在片状粒子的二维轴对称模型中对多角度入射的平面电磁波背景场进行加载，建立片状粒子的单次辐射传输模型。
18、进一步地，所述通过坐标转换，在片状粒子的二维轴对称模型中对多角度入射的平面电磁波背景场进行加载，包括：
19、平面波背景场为：
20、（1）
21、式中，为平面波背景场，为z方向的背景场，为波矢量，为距离矢量，为时间，为角频率，为虚数单位，为自然对数；
22、假设平面波在xz平面上，与z轴的夹角为，平行偏振光与垂直偏振光推导过程一致，考虑平行偏振光入射的情况：
23、（2）
24、式中，为波数，，为光速，为x方向的单位矢量，为z方向的单位矢量，为电场强度；
25、将式（2）代入式（1），得到平面波背景场为：
26、（3）
27、式中，为方位角，，且，、为平面波的坐标，为距离矢量的长度；
28、将平面波和柱坐标中的电磁波展开为：
29、（4）
30、式中，为一阶贝塞尔函数，为阶数；
31、笛卡尔坐标系到柱坐标系的坐标变换公式为：
32、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>^</mo></mover><mi>=</mi><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn&本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种干扰材料效能评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述干扰材料粒子浓度分布预测模型根据以下方法建立：
3.根据权利要求2所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，风扇区域与烟箱区域在网格划分时采用了两套网格：风扇面网格数量113万，体网格数量500万；烟箱面网格数量60万，体网格数量323万。
4.根据权利要求1所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述干扰材料为球状粒子，球状粒子的单次辐射传输模型根据以下方法建立：
5.根据权利要求1所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述干扰粒子为片状粒子，片状粒子的单次辐射传输模型根据以下方法建立：
6.根据权利要求5所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述通过坐标转换，在片状粒子的二维轴对称模型中对多角度入射的平面电磁波背景场进行加载，包括：
7.根据权利要求2所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述干扰材料为球状粒子，建立球状干扰材料粒子在真实浓度分布下的光路GOA 模型，计算球状干扰材料粒子的透过率和质量消光系数，包括：
8.根据权利要求2所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述干扰材料为片状粒子，建立片状干扰材料粒子在真实浓度分布下的光路GOA 模型，计算片状干扰材料粒子的透过率和质量消光系数，包括：：
9.一种干扰材料效能评价系统，其特征在于，包括：
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【技术特征摘要】
1.一种干扰材料效能评价方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述干扰材料粒子浓度分布预测模型根据以下方法建立：
3.根据权利要求2所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，风扇区域与烟箱区域在网格划分时采用了两套网格：风扇面网格数量113万，体网格数量500万；烟箱面网格数量60万，体网格数量323万。
4.根据权利要求1所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述干扰材料为球状粒子，球状粒子的单次辐射传输模型根据以下方法建立：
5.根据权利要求1所述的干扰材料效能评价方法，其特征在于，所述干扰粒子为片状粒子，片状粒子的单次辐射传输模型根据以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：李天鹏，高欣宝，宣兆龙，李笑楠，杨清熙，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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