非平衡流中OH紫外光谱辐射特性测定方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术属于分子光谱辐射的相关计算技术领域，公开了一种非平衡流中OH紫外光谱辐射特性测定方法、系统及设备，运用仿真软件模拟出高速飞行器在高空飞行的气体流场温度、压强及组分浓度的分布；根据流场分布情况，沿确定视线方向对流场进行分层处理，获得每层的温度、压强及各组分的浓度分布；计算OH碰撞

【技术实现步骤摘要】
非平衡流中OH紫外光谱辐射特性测定方法、系统及设备


[0001]本专利技术属于分子光谱辐射的相关计算
，尤其涉及一种非平衡流中OH紫外光谱辐射特性测定方法、系统及设备。将碰撞
‑
辐射模型与辐射传输方程相关联，得到非平衡流中OH分子的光谱辐射特性。

技术介绍

[0002]目前，随着航天航空事业的不断发展，人们对高速飞行器探测的精确性与快速性的要求也在不断提升，研究高速飞行器本体辐射的特性具有极其重要的战略意义与军事意义。在高速飞行器飞行的过程中，在飞行器弹头部分将形成弓形激波层；此外，推进剂在喷管中燃烧并发生化学反应产生尾喷焰。在激波层和尾焰中存在分子原子的振
‑
转跃迁，使得流场处于化学非平衡状态，所以得到高速飞行器激波层或尾焰流场中分子激波态能级布局就成为研究飞行器本体紫外辐射的首要问题。
[0003]在基于碰撞
‑
辐射模型计算非平衡流场中分子激发态能级布局的过程中，分子自身的精细化能级结构是影响模型中化学反应速率的主要原因，所以研究化学反应速率对分子精细化能级结构的依赖性是研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非平衡流中OH紫外光谱辐射特性测定方法，其特征在于，所述非平衡流中OH紫外光谱辐射特性测定方法包括：第一步，运用仿真软件模拟出高速飞行器在高空飞行的气体流场温度、压强及组分浓度的分布；第二步，根据流场分布情况，沿确定视线方向对流场进行分层处理，获得每层的温度、压强及各组分的浓度分布；第三步，计算OH碰撞
‑
辐射模型中的化学反应速率；第四步，将流场参数带入碰撞
‑
辐射模型中，编程计算OH(A)下不同振动能级的数密度；第五步，根据视在积分法，运用编程计算尾焰或激波层中OH的光谱辐亮度。2.如权利要求1所述的非平衡流中OH紫外光谱辐射特性测定方法，其特征在于，所述第三步计算OH碰撞
‑
辐射模型中的化学反应速率：(1)依据OH分子精细化能级跃迁理论，计算OH(A)不同振动能级之间跃迁对应的置换反应速率值，运用编程求解144
×
144维置换反应速率矩阵；(2)计算不同转动能级对应的预离解反应速率值；(3)计算不同分子原子参与反应的化学速率值。3.如权利要求2所述的非平衡流中OH紫外光谱辐射特性测定方法，其特征在于，进一步包括：1)置换反应速率强烈依赖于OH(A)不同振动能级之间的跃迁过程；其中高能级向低能级跃迁过程主要有ν
′
＝1
→
ν
″
＝0、ν
′
＝2
→
ν
″
＝0、ν
′
＝2
→
ν
″
＝1、ν
′
＝3
→
ν
″
＝2；与之对应的低能级向高能级跃迁过程有ν
′
＝0
→
ν
″
＝1、ν
′
＝0
→
ν
″
＝2、ν
′
＝1
→
ν
″
＝2、ν
′
＝2
→
ν
″
＝3；在编程计算不同振动能级跃迁过程对应的化学反应速率的过程中，将原模型中144
×
1维速率矩阵扩充至144
×
144维数；采用公式将振动能级与转动能级跃迁相耦合，需注意该式中应满足J
″
＞J
′
；根据公式计算置换反应的逆向速率；2)预离解反应速率强烈依赖于转动能级，当振动能级ν
′
＝0，转动能级J
′
≥22、振动能级ν
′
＝1，转动能级J
′
≥11以及振动能级ν
′
≥2的所有转动能级的预离解速率对转动量子数有着强烈的依赖作用；采用公式计算同一振动能级下不同转动能级对应的预离解反应速率值，其中f(J
′
)＝c1exp[c2J
′
(J
′
+1)]；3)分子原子参与的反...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙梦君，白璐，张天娇，黄超，李海英，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：