地面目標與背景的紅外輻射特性(第2版)（簡體書）

本書第1版自2004年出版以來，受到了相關技術領域研究人員的廣泛歡迎，許多同行已將該書列為必備的參考書。一些國內同行反映，該書目前已經無法購得。十餘年來，隨著人們對紅外技術認識的不斷提高和紅外技術的發展，紅外技術在武器裝備研製和使用中發揮著越來越重要的作用，紅外對抗技術日趨成為戰爭中一種常態化的作戰方式，對目標與背景的紅外特性需求也越來越強烈。同時，目標與背景的紅外輻射特徵理論與方法的研究也不斷深入，進一步推動了紅外探測制導與對抗技術的發展和應用。在這十餘年中，本書作者立足相關學科的國際前沿發展，一直堅持從事相關方面的科學研究工作，相關研究成果獲國家科技進步二等獎1項，國防科技進步獎一等獎1項。本書對第1版進行了大量的修改，補充了近年來相關技術的發展和作者近年來所取得的最新研究成果。
本書與第1版相比主要特點表現在以下幾點：
（1）根據近年來該領域的技術發展，補充了最新的目標與背景紅外輻射特徵理論建模方法和先進的計算技術以及相關的發展現狀與趨勢。①在緒論中對目標與背景紅外輻射特徵建模、目標與背景的相互作用和複雜環境對目標與背景紅外輻射特徵的影響等方面的國內外研究現狀進行較大幅度的補充，增加了目標特性應用與目標特徵調控等方面的國內外研究現狀，對國內外較為成熟的地面目標與背景紅外輻射特徵計算和模擬軟件進行了較為詳細的介紹，使讀者對地面與背景的紅外輻射特徵的理論研究以及相關領域的現狀和趨勢具有較全面的瞭解。②在相關章節中補充了新的計算技術，如第2章增加了基於CFD（Computational FluidDynamics）的對流換熱計算方法、基於輻射傳遞係數的輻射換熱計算方法和計算紅外輻射的反向蒙特卡洛方法等，第3章和第4章分別增加了基於流固耦合的目標溫度分佈計算方法、目標表面溫度的工程建模方法和基於靈敏度分析的目標溫度分佈快速計算方法等，增加了第9章紅外輻射特徵模型的驗證與評估和第12章目標紅外輻射特徵的調控等內容。
（2）補充新目標以及複雜現象的紅外輻射特徵建模方法。①第4章補充了新的地面立體目標——電場冷卻塔紅外輻射特徵模型，第5章補充和完善了自然地表紅外輻射理論模型。②目標與背景熱交互作用是影響目標與背景紅外輻射特徵及其對比特性的重要因素。在第1版中，對此的討論不夠充分，因此本版中增加的第6章專門對此類問題進行探討。在第1版中，只是圍繞典型晴天和陰天天氣條件對目標與背景紅外特徵影響進行了建模和分析，對於更為複雜的雨霧風沙等複雜氣象條件沒有進行討論。本版增加了第7章，介紹複雜天氣條件對目標與背景溫度影響的理論模型以及對紅外輻射和大氣傳輸影響的理論模型，詳細討論了複雜氣象條件對目標紅外輻射特徵的影響機制。
（3）增加了更多的算例，補充不同影響因素對紅外輻射特徵的影響規律分析。如第3章裝甲車輛的溫度和紅外輻射特徵分析、第4章油罐的溫度和地面建築物紅外輻射特徵分析、第5章不同因素對地表溫度的影響分析等。通過實際算例，不僅使讀者瞭解目標與背景紅外輻射特徵的研究方法，也可使讀者對目標與背景紅外輻射特徵產生更為直觀感性的認識。
（4）目標與背景紅外輻射特徵在武器裝備的研製、虛擬模擬訓練、軍事沙盤推演、軍事演習和實戰對抗演練中都發揮了重要的作用，目標紅外輻射特徵理論模型及其分析方法的應用越來越受到人們的重視。為此，本書對目標紅外輻射特徵模型的應用進行了實例補充：補充了末敏彈探測地面車輛目標的模擬試驗，介紹了模擬試驗方法，給出了模擬試驗算例，對紅外探測器的探測效果進行了模擬評估；補充了軍用目標的紅外隱身性能評估方法，介紹了基於點源目標特性和麵源目標特性紅外隱身效果評估方法，並給出了一些評估實例；補充了紅外制導武器模擬作戰訓練主要流程的介紹。
本書由南京理工大學宣益民和韓玉閣共同撰寫。本書修訂過程中，得到多位研究生的幫助和支援，提供了相關資料和算例，曹林煒同學對本書部分插圖進行了優化，在此深表謝意！作者對所有在本書寫作過程中給與熱情關心和大力支持的前輩和同行，表示深深的謝意！由於作者水準有限，書中缺點錯誤在所難免，真誠希望讀者批評指正。

第1章 緒論
1．1 目標與背景紅外輻射特徵
1．1．1 目標與背景紅外輻射特徵產生的原因
1．1．2 影響目標與背景紅外輻射特徵的因素
1．2 目標與背景的關係
1．2．1 目標與背景的相互作用
1．2．2 大氣輻射傳輸特性
1．2．3 複雜天氣條件對目標與背景紅外輻射特徵的影響
1．2．4 複雜戰場環境下目標與背景紅外輻射特徵
1．2．5 目標與背景紅外輻射對比特性
1．3 目標與背景紅外輻射特徵研究的意義
1．4 國內外研究水準及趨勢
1．4．1 複雜背景
1．4．2 裝甲車輛
1．4．3 裝甲車輛與複雜背景紅外輻射特徵對比特性
1．4．4 大氣傳輸特性及複雜天氣條件對目標與背景紅外輻射特徵影響
1．4．5 複雜戰場環境下目標與背景紅外輻射特徵
1．5 目標與背景紅外輻射特徵研究方法
1．5．1 實驗研究方法
1．5．2 理論研究方法
1．5．3 理論模型的校驗
1．6 目標與背景紅外輻射特徵的應用
1．6．1 在裝備研製中的應用
1．6．2 軍事應用
1．7 目標紅外輻射特徵的調控
1．7．1 調整目標紅外輻射光譜特性
1．7．2 降低目標紅外輻射強度
1．7．3 調節紅外輻射傳播途徑
參考文獻

第2章 紅外輻射特徵類比的理論基礎
2．1 目標與環境的能量傳遞關係
2．2 傳熱的基本方式和理論
2．2．1 熱傳導
2．2．2 對流換熱
2．2．3 熱輻射
2．2．4 太陽輻射和天空背景輻射
2．2．5 熱邊界條件
2．2．6 紅外輻射強度計算
2．3 紅外輻射特徵分析的數值方法
2．3．1 輻射換熱的計算
2．3．2 確定溫度場的有限差分方法
2．3．3 確定溫度場的邊界元方法
2．3．4 對流換熱的數值計算方法
2．3．5 目標與背景紅外輻射特徵的計算
2．4 大氣傳輸特性的影響
2．4．1 分子吸收的逐線計算法
2．4．2 分子吸收的譜帶模型法
2．4．3 氣溶膠散射計算模型
2．4．4 大氣紅外輻射傳輸特性計算
2．5 紅外輻射特徵模型靈敏度分析
2．6 目標紅外圖像特徵分析
參考文獻

第3章 地面運動目標紅外輻射特徵
3．1 車輛整體溫度分佈理論模型
3．1．1 車體的溫度分佈理論模型
3．1．2 車輛動力艙內主要部件溫度分佈模型
3．1．3 履帶與車輪溫度分佈理論模型
3．1．4 火炮身管溫度分佈理論模型
……
第4章 地面立體目標的紅外輻射特徵
第5章 地面自然背景的紅外輻射特徵
第6章 裝甲車輛車轍紅外輻射特徵
第7章 大氣顆粒物對紅外輻射特徵的影響
第8章 紅外熱像模擬
第9章 紅外輻射特徵模型的驗證與評估
第10章 目標紅外輻射特徵分析
第11章 紅外輻射特徵模型的應用
第12章 目標紅外輻射特徵的調控