中文摘要：

带有凝视红外成像制导系统的导弹在大气层内高速飞行时，会产生严重的气动热效应与热辐射效应，极大影响系统的探测精度和识别能力。本项目将根据凝视红外成像制导的技术特点与需求，通过理论分析、仿真计算和风洞测试试验，发展气动热效应、热辐射效应的计算方法。创新性地引入动态规划的概念，寻找辐射积分路径；利用了辐射计算中离散传递法的基本思想，建立可精确预测的气动热辐射噪声和气动光学效应图像退化的计算模型；建立可更新的气动热辐射光谱数据库，与HITRAN数据库对照分析验证；分析来流参数、飞行参数和红外成像制导系统参数等与气动光学热、热辐射效应之间的关系。相关的研究工作预期会在凝视红外制导导弹气动光学效应机理、气动热辐射噪声抑制、退化图像校正等方面取得创新性成果；对提高我国红外成像制导武器技术的水平，具有非常重要的实际应用价值和理论意义。

结论摘要：

带有凝视红外成像制导系统的导弹在大气层内高速飞行时，会产生严重的气动热效应与热辐射效应，极大影响系统的探测精度和识别能力。通过理论分析、仿真计算和风洞测试试验数据处理，研究了激波层气体介质热辐射噪声的形成过程和解算方法。重要创新成果如下 1、为解决气体辐射计算中空间位置和空间方向的问题，建立光传输模型，得到空间位置上关于温度的光线踪迹解析表达式，以计算梯度温度介质中的光线踪迹精确弧长。①提出了几何光线追迹和蒙特卡洛弯曲光线踪迹法结合的光线跟踪方法，解决了高度不均匀气体介质中光线轨迹和辐射轨迹的精确寻找问题；②提出梯度温度介质辐射计算的网格分辨率确定判据，使计算流体力学CFD(Computational Fluid Dynamics)数据预处理可以按照后续工作需求准确进行。 2、建立基于光线踪迹和辐射传递方程解算的高温气体热辐射计算模型RTDTM (RayTracing Discrete Transfer Model)。①引入LOS(Line of Sight)路径为计算激波边界层对红外成像形成扰动的热辐射效应的有效积分路径，理论论证和实验验证，克服了辐射特性对辐射角度的依赖性；②建立灰气体加权和（Weighted Sum of Gray Gases Model, WSGGM）与宽谱带思想(Wide Band , WB)改进组合模型，克服了辐射传递方程求解中非灰气体的波长依赖性；③利用辐射离散传递法的基本思想，推衍得到高超声速流场中的气动热辐射效应解析分析方法 3、建立基于网格定位和分子原子辐射机制的非均匀多组分高温气体热辐射计算模型GOAEM (Grid Orientated Absorption Emission Model)。①以光线踪迹为激波层气体辐射机制计算时空间位置的确定依据，得到激波层气体发射吸收谱的计算网格；②建立多跃迁温度模型可以获知非平衡态气体分子的能级分布，计算标注网格内的气体组分辐射吸收系数，多组分加权求和得到激波层气体光谱辐射强度。 4、提出具有特定性和实用性的图像质量评价指标系统，服务于目标瞄准和精确制导，结合实际风洞试验输出图像，对照两种模型得到的退化图像，检验和校正热辐射计算模型。本项目建立了完善的物性分布高度不均匀的高温气体介质的热辐射计算理论体系，为直接或间接需要此计算结果的工程军事场合提供可靠的获取方法。