[发明专利]一种固体目标光学特性的计算方法和装置

说明书

本发明涉及一种固体目标光学特性的计算方法和装置，所述方法的一实施方式包括：建立固体目标的三维红外模型，并将固体目标表面分割为多个面单元；获取预先计算完成的所述面单元之间的角系数数据，利用所述角系数数据确定每一面单元的辐射出射能量数据和辐射入射能量数据；依据所述辐射出射能量数据和辐射入射能量数据构建每一面单元的能量平衡方程；求解每一面单元的能量平衡方程组成的方程组，获得固体目标表面的温度分布数据，由获得的温度分布数据计算固体目标的红外光学特性数据。该实施方式能够快速计算固体目标的红外光学特性。

技术领域

本发明涉及光学特性计算技术领域，尤其涉及一种固体目标光学特性的计算方法和装置。

背景技术

对固体目标光学特性建模的难点及关键就是其各面元之间的热交换、遮挡以及多次散射等相互作用，影响目标光学特性描述的精细度，并且在目标光学特性仿真计算中占用的时间较长。尤其在固体目标温度场和红外辐射场计算过程中，对目标面元之间的角系数和热辐射传递系数的计算占据了大量的仿真时间，降低了仿真模型的时效性。

因此，研究固体目标光学特性仿真模型的输入接口，梳理模型仿真流程，通过测试分析，研究模型的快速算法流程，一方面提高固体目标光学特性的仿真速度，另一方面可对固体结构目标光学特性精度提供依据，提高固体目标光学特性仿真模型运行的稳定性与时效性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：在计算固体目标的红外光学特性时如何提高仿真计算速度。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种固体目标光学特性的计算方法。

本发明实施例的固体目标光学特性的计算方法包括：建立固体目标的三维红外模型，并将固体目标表面分割为多个面单元；获取预先计算完成的所述面单元之间的角系数数据，利用所述角系数数据确定每一面单元的辐射出射能量数据和辐射入射能量数据；依据所述辐射出射能量数据和辐射入射能量数据构建每一面单元的能量平衡方程；求解每一面单元的能量平衡方程组成的方程组，获得固体目标表面的温度分布数据，由获得的温度分布数据计算固体目标的红外光学特性数据。

优选地，所述预先计算完成的所述面单元之间的角系数数据存储在配置文件中。

优选地，每一面单元的辐射入射能量数据为天空对该面单元的辐射能量数据、地面对该面单元的辐射能量数据、太阳对该面单元的辐射能量数据以及固体目标中其它面单元对该面单元的辐射能量数据之和；每一面单元的辐射出射能量数据为该面单元自身辐射出射能量数据与该面单元反射能量数据之和。

优选地，每一面单元的能量平衡方程为：关于该面单元内表面的辐射入射能量数据与辐射出射能量数据的差值、该面单元外表面的辐射入射能量数据与辐射出射能量数据的差值、该面单元内外表面与外界空气之间的对流能量数据、以及该面单元与固体目标其它面单元之间的传导能量数据的等式。

在另一方面，本发明还提供了一种固体目标光学特性的计算装置。

本发明实施例的固体目标光学特性的计算装置可包括：建模单元，用于建立固体目标的三维红外模型，并将固体目标表面分割为多个面单元；辐射能量计算单元，用于获取预先计算完成的所述面单元之间的角系数数据，利用所述角系数数据确定每一面单元的辐射出射能量数据和辐射入射能量数据；方程建立单元，用于依据所述辐射出射能量数据和辐射入射能量数据构建每一面单元的能量平衡方程；光学特性计算单元，用于求解每一面单元的能量平衡方程组成的方程组，获得固体目标表面的温度分布数据，由获得的温度分布数据计算固体目标的红外光学特性数据。

可选地，所述预先计算完成的所述面单元之间的角系数数据存储在配置文件中。