半无限大固体表面温度变化情况研究

摘要

红外示假指的是用外形尺寸一致、红外辐射和微波反射特性与真目标相类似的假目标来模拟真目标,其中假目标表面的温度变化情况和红外辐射特性成为发现和识别该目标的关键。本文将模型定义为放置在自然环境中的半无限大固体,其表面温度随着自然环境的周期变化而不停的变化。寻找实现不同材料半无限大固体表面温度变化一致的热物性组合,从而实现使用更经济的材料得到相同的表面温度变化趋势的目的。通过在简化的边界条件下,即仅有与环境的对流换热存在,通过推导分析解,发现当材料满足ρ、c、λ乘积一定、表面温度变化一致的规律;猜测该结论在实际边界下可行,并通过数值计算的方法验证了猜想。计算得到在不同的温度区间内表面温度变化一致的材料,同时将表面温度与环境温度进行比较。引入穿透深度的概念,寻找表面温度变化一致、同时减薄半无限大固体的方法：在保证ρ、c、λ乘积不变时,尽量使用导温系数较小的材料。