[发明专利]一种适用于实时仿真的快速面源红外诱饵的粒子建模方法

摘要

本发明公开了一种适用于实时仿真的快速面源红外诱饵粒子建模方法，包括以下步骤：步骤一、确定面源诱饵初始布放状态，建立面源诱饵燃烧单元布放初始速度密度分布；步骤二、根据步骤一中得出的初始速度密度分布，建立面源诱饵燃烧单元空间散布密度分布函数和速度分布及其燃烧过程中的辐射亮度分布；步骤三、利用粒子系统实时生成面源燃烧单元粒子，并将步骤二中得出的燃烧单元空间散布密度分布、速度分布和燃烧单元辐射亮度分布，赋予每个燃烧单元粒子，形成面源诱饵辐射场；本方法通过三个方向燃烧单元运动位置估计实时燃烧单元密度分布函数，利用粒子系统生成相应分布的燃烧单元散布辐射粒子，从计算量和耗时上都远小于现在的面源诱饵建模方法。

主权项

1.一种适用于实时仿真的快速面源红外诱饵粒子建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、确定面源诱饵初始布放状态，建立面源诱饵燃烧单元布放初始速度密度分布；具体采用如下方法实现：确定被保护目标在地理坐标系中的速度(Vfx,Vfy,Vfz)，其中Vfx、Vfy、Vfz分别为被保护目标在地理坐标系中的x、y、z轴上的速度，燃烧单元的总数为N，燃烧单元爆炸时的速度分布VX+,VX‑,Vy+,Vy‑,Vz+,Vz‑均服从正态分布N(Vb,δb)，且燃烧单元位置均集中于爆炸点(x0,y0,z0)，得出面源诱饵燃烧单元各向速度密度分布为N(Vb+Vfx,y,z,δb)，其中(x0,y0,z0)为地理坐标系的坐标原点；步骤二、根据步骤一中得出的初始速度密度分布，建立面源诱饵燃烧单元空间散布密度分布函数和速度分布及其燃烧过程中的辐射亮度分布；建立面源燃烧单元空间散布密度分布和速度分布的具体方法如下：2.1)根据燃烧单元运动时所受空气阻力方程FZU＝k0.5ρSV2Cd，得出每个所述燃烧单元受到的空气阻力，其中，FZU为空气阻力，方向与燃烧单元瞬时速度V相反，ρ为发射位置空气密度，V为所述燃烧单元的瞬时速度，S为所述燃烧单元燃烧时有效阻力面积，Cd为燃烧单元空气阻力系数，k为虚拟阻力系数；2.2)t1时刻X+方向燃烧单元密度分布数学期望为：其中，FZUEX+＝k0.5ρS(VX++Vfx)2Cd，Vfx为被保护目标在地理坐标系中x轴上的速度，tΔ为仿真步长，m为燃烧单元的质量，VX+为燃烧单元爆炸时在地理坐标系中X+方向上的速度；2.3)t1时刻X+方向燃烧单元速度分布数学期望为：2.4)X+方向包含燃烧单元密度概率为0.95的分布点是：其中，FZU0.95＝k0.5ρS(VX++1.6δb+Vfx)2Cd，δb为燃烧单元爆炸0时燃烧速度的方差；2.5)获得X+方向包含燃烧单元速度概率为0.95的分布点为：获得X+方向包含燃烧单元密度和速度分布方差δ1sx+,δ1vx+分别为：δ1sx+＝(S1,0.95(x+)‑S1,E(x+))/1.6，δ1vx+＝(V1,0.95(x+)‑V1,E(x+))/1.6，2.6)在t1时刻X+方向燃烧单元密度分布服从N(S1,E(x+),δ1sx+)，速度分布服从N(V1,E(x+),δ1vx+)；2.7)重复执行步骤2.2)‑2.6)得出在t1时刻X‑、Y+、Y‑、Z+、Z‑方向燃烧单元密度分布分别服从N(S1,E(x‑),δ1sx‑)、N(S1,E(y+),δ1sy+)、N(S1,E(y‑),δ1sy‑)、N(S1,E(z+),δ1sz+)、N(S1,E(z‑),δ1sz‑)，速度分布分别服从N(V1,E(x‑),δ1vx‑)、N(V1,E(y+),δ1vy+)、N(V1,E(y‑),δ1vy‑)、N(V1,E(z+),δ1vz+)、N(V1,E(z‑),δ1vz‑)；2.8)递增时间t1后，重复执行步骤2.1)‑2.7)计算出下一时刻燃烧单元的密度分布和速度分布，直至得出所有时刻燃烧单元的空间散布密度分布和速度分布；步骤三、利用粒子系统实时生成面源燃烧单元粒子，并将步骤二中得出的所述燃烧单元空间散布密度分布、速度分布和燃烧单元辐射亮度分布，赋予每个所述燃烧单元粒子，形成面源诱饵辐射场。