(4)结合实际情况,为了海上航行的安全,海面目标温度不宜过高,从而可以降低红外辐射,对于一些特殊的海上目标,甚至需要达到隐身效果,那么就需要给目标表面涂上低吸收率的涂层,从而降低温度。本文同样模拟了相同的天气条件下,给圆柱表面涂上低吸收率的涂层时表面温度的变化。
(5)对比相同条件但不同风速情况下的海面目标温度场。
(6)进行对比验证,将实验结果与文献中相似的案例进行数据的对比,验证研究结果的正确性。
本文的亮点一方面在于编写自定义函数(UDF),实现更加符合实际情况的边界条件,得到有更高价值的瞬态模型结果。同时由于UDF的加入可以将海面和海面目标相对分开计算,使得问题得到了简化。另一方面在于计算了多种外界因素对比的情况,能够更加清晰的认识到哪些因素对海面目标温度场分布有较大的影响。
2 建立海面目标三维瞬态温度场的计算模型
2。1 理论描述
2。1。1 物理模型
本文采用的模型为海上舰船与海面相接的部分,由于海水内部流动复杂,所以很难得到海水内部具体的温度[22]。此处重点考察的为海平面上目标的温度,那么海水对圆柱温度影响就可以简化为海平面对圆柱温度的影响,由于海水比热容较大,所以海平面温度在一天中波动并不大,结合以往的测量以及实验的经验参数,可以获得海平面在一天中不同时刻的大致温度分布。圆柱的结构主要可以分为3部分:圆柱顶、圆柱侧面和圆柱底。海水区域则考虑为海平面,海侧面和海底,海水深度设定为10米。此次模型做了如下简化[23]:
(1)假设海面相对平静,不考虑海面的粗糙度[24]。
(2)假设海面为漫反射体,各处反射辐射均匀。
(3)将圆柱看成一个没有接缝的整体,材料均匀厚度一致。
(4)将各部分材料的热物理性质在其各自范围内看做常数 [10]。