[发明专利]一种舰船排气装置红外特性仿真方法及装置、设备

说明书

本申请公开了一种舰船排气装置红外特性仿真方法，可以提高红外辐射数据仿真结果生产的运行速度，大大降低了时间复杂度，并且在运用上层层逼近，逐步细化，提高检测效率，解决计算机内存耗费大、计算机开销高、模型简化后精度下降以及流场参数映射到红外网格的过程中由于数量级的差异同样会引入计算误差的问题。

技术领域

本申请涉及仿真技术领域，例如涉及一种舰船排气装置红外特性仿真方法及装置、设备。

背景技术

红外辐射特性数值计算涉及计算流体力学、计算传热学、计算辐射学及计算机图形学等多学科理论与技术，它主要解决的是辐射能量在三维空间的传输问题。常用的离散传递法、有限体积法等均需要求解高温固体壁面各微元间的角系数和大型有效辐射矩阵方程组，这给目标等复杂结构目标的红外辐射计算带来了内存耗费大、计算开销高等问题，现阶段一般只能通过简化目标模型、降低微元数量等方式来处理，但是又会带来计算精度下降的问题，通常很难在二者之间取得很好的折衷；其次，因舰船排气装置高温燃气及喷流辐射计算需要以燃气组分的温度、压力、浓度等参数作为输入，所以还需事先进行准确的流场计算。流场计算需要对网格剖分等工作，当采用离散传递法、有限体积法进行辐射计算时，还需要对目标进行二次网格剖分，一般红外网格的数量要低于流场网格两个数量级，这样在流场参数映射到红外网格的过程中由于数量级的差异同样会引入计算误差。

目前排气装置红外特性仿真方法步骤是：1、对排气装置以及烟羽流场三维模型进行网格剖分，同时对剖分后的网格进行温度赋值；2、采用离散传递法、有限体积法进行辐射计算时，还需要对目标进行二次网格剖分，一般红外网格的数量要低于流场网格两个数量级；3通过求解高温固体壁面各微元间的角系数和大型有效辐射矩阵方程组等离散传递法、有限体积法计算排气装置以及排气烟羽的红外辐射以及二次辐射特性；4通过计算大气通过率参数来反映舰船排气装置红外辐射的大气传输特性。但是，目前的离散传递法、有限体积法等处理复杂结构目标时存在的计算机内存耗费大、计算机开销高、模型简化后精度下降以及流场参数映射到红外网格的过程中由于数量级的差异同样会引入计算误差的问题。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种舰船排气装置红外特性仿真方法及装置、设备，以实现可以提高了红外辐射数据仿真结果生产的运行速度，大大降低了时间复杂度，并且在运用上层层逼近，逐步细化，提高检测效率，解决计算机内存耗费大、计算机开销高、模型简化后精度下降以及流场参数映射到红外网格的过程中由于数量级的差异同样会引入计算误差的问题。

在一些实施例中，一种舰船排气装置红外特性仿真方法，包括：

获取目标舰船的排气装置以及所述排气装置的烟羽流场的三维模型；

根据所述排气装置的温度场分布情况，对所述三维模型进行网格剖分得到多个模型网格，以及确定各个模型网格的红外辐射数据；

针对每个模型网格，生成该模型网格对应的层次包围盒；计算该模型网格对应的层次包围盒的红外光线路径；

根据所有模型网格对应的层次包围盒的红外光线路径，确定背景区域的红外光线路径；

根据各个模型网格的红外辐射数据，以及，所述背景区域的红外光线路径，生成所述目标舰船的排气装置的红外辐射数据仿真结果。

在一些实施例中，一种舰船排气装置红外特性仿真装置，包括：

获取单元，用于获取目标舰船的排气装置以及所述排气装置的烟羽流场的三维模型；

剖分单元，用于根据所述排气装置的温度场分布情况，对所述三维模型进行网格剖分得到多个模型网格，以及确定各个模型网格的红外辐射数据；

计算单元，用于针对每个模型网格，生成该模型网格对应的层次包围盒；计算该模型网格对应的层次包围盒的红外光线路径；