[发明专利]基于LNMCM的雾状水幕红外透过率计算方法

说明书

本发明公开了基于LNMCM的雾状水幕红外透过率计算方法，涉及光波传热领域，本发明针对雾状水幕系统，将红外线的传输过程分解为发射、透射、吸收和散射等部分，并建立相应的概率模型，将确定性的问题转化为随机性的问题。通过发射、跟踪、统计大量光束及其归宿，从而得到雾状水幕某方向上的透过率。本发明基于对数正态计算雾状水幕的液滴直径分布，更加贴近雾状水幕的实际情况，能够针对雾状水幕的红外透过率有效提高检测准确度。

技术领域

本发明涉及光波传热领域，特别涉及基于LNMCM的雾状水幕红外透过率计算方法。

背景技术

红外成像探测系统探测水面目标的距离除了跟目标与背景的温差有关外，还与目标与探测器之间的红外透过率有关。而水幕本身除了可以对目标表面进行降温外，还能够降低目标与探测器之间的透过率。但是由于水在红外窗口波段范围内，吸收指数和折射指数随波长变化较大，并不能够作为一个常量进行处理。同时雾状水幕实际的粒径并非单一的粒径，以及雾状水幕中随着水滴数密度、水幕的厚度变化，红外射线会发生程度不同的多次散射。这些因素综合到一起，给水幕在红外波段的透过率计算带来了较大的困难，必须逐项进行研究加以解决。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于LNMCM的雾状水幕红外透过率计算方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于LNMCM(logarithmic normal MonteCarlo method，对数正态蒙特卡洛)的雾状水幕红外透过率计算方法，按以下步骤进行：

步骤一、确定光束发射点；

步骤二、确定光束发射方向；

步骤三、按对数正态随机数确定发射光束碰到粒子的直径；

步骤四、确定发射光束在水幕内传输长度及发射光束终点坐标；

步骤五、判断发射光束终点是否在雾状水幕内；当发射光束终点在雾状水幕内时，执行步骤六；当光束终点不在雾状水幕内时，判断发射光束终点传输方向是否为探测器接收方向；当发射光束终点传输方向为探测器接收方向时，记录该发射光束为透射；当发射光束终点传输方向不问探测器接收方向时，记录该发射光束为逸出；

步骤六、判断光子与水幕粒子碰撞时发生吸收或散射；当光子与水幕粒子碰撞发生吸收时，记录该光束为吸收；当光子与水幕粒子碰撞发生散射时，执行步骤七；

步骤七、确定散射方向，按对数正态随机数确定散射光束碰到粒子的直径；将所述发射光束终点作为发射起点返回执行步骤四；

步骤八、设定发射光束总数为FSGS、记录的透射数为TSJ；计算得到水幕红外透过率。

较佳的，所述确定光束发射点按以下步骤进行：

设定[x_i,min,x_i,max]、[y_j,min,y_j,max]、[z_k,min,z_k,max]为坐标轴x方向第i个单元、y方向第j个单元、z方向第k个单元的取值范围，R_x，R_y，R_z为[0，1]区间均匀分布的随机数，则发射点坐标为：

x_rad＝R_x(x_i,max-x_i,min)+x_i,min；

y_rad＝R_y(y_j,max-y_j,min)+y_j,min；