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第1章 绪论 1

1.1 热物理及其在海军装备中的应用 1

1.2 热物理发展简史 1

1.3 舰船热物理应用的主要内容及研究方法 2

参考文献 3

第2章 热辐射基本理论 4

2.1 概述 4

2.2 辐射学的一些基本概念 5

2.3 黑体热辐射的基本定律 7

2.3.1 辐射的光谱分布规律—普朗克辐射定律 8

2.3.2 辐射光谱的移动规律—维恩位移定律 9

2.3.3 辐射功率随温度的变化规律—斯蒂芬－玻耳兹曼定律 9

2.3.4 黑体辐射能按波段的分布 9

2.4 实际物体的热辐射规律 10

2.4.1 漫射体和灰体 11

2.4.2 基尔霍夫定律 12

2.4.3 辐射度量中的基本规律 13

2.4.4 发射率及其变化规律 13

2.4.5 吸收率及其变化规律 16

2.5 红外辐射的大气传输 17

2.5.1 大气吸收 18

2.5.2 大气散射 19

2.5.3 大气辐射传输的计算 23

思考题 30

参考文献 30

第3章 有限体积法 32

3.1 有限体积法的基本思想和特点 32

3.1.1 基本思想 32

3.1.2 有限体积法的特点 34

3.2 一维导热问题的有限体积法 34

3.2.1 一维稳态导热问题的一般离散格式 35

3.2.2 一维稳态导热问题的边界离散格式 44

3.3 一维非稳态导热问题的有限体积法 44

3.3.1 一般离散格式 44

3.3.2 显式计算格式 46

3.3.3 Crank-Nicolson格式 47

3.3.4 全隐格式 47

思考题 52

参考文献 52

第4章 舰艇温度场与红外特征分析 53

4.1 舰艇红外特征概述 54

4.1.1 红外特征研究进展 54

4.1.2 舰艇红外辐射的来源 55

4.1.3 舰艇红外辐射的估算 56

4.2 舰艇温度场建模 58

4.3 舰艇温度场的分析与计算 60

4.3.1 状态空间法 60

4.3.2 算例分析 61

4.3.3 舰艇表面温度场分布 63

4.4 舰船目标红外辐射场计算 67

4.5 小结 71

思考题 72

参考文献 72

第5章 舰艇红外隐身技术 75

5.1 概述 75

5.1.1 红外隐身涂料技术 77

5.1.2 降温红外隐身技术 77

5.1.3 遮蔽红外隐身技术 79

5.2 红外探测器的作用距离模型 81

5.2.1 扩展源目标的作用距离估算模型 81

5.2.2 点源目标的作用距离估算模型 84

5.3 液膜流动红外隐身 87

5.3.1 液膜流动特性 88

5.3.2 恒热流条件下液膜温度场特性 89

5.3.3 红外抑制效果分析 92

5.4 细水雾红外隐身技术 94

5.4.1 细水雾红外隐身影响因素分析 94

5.4.2 实验分析 96

思考题 105

参考文献 105

第6章 舰船尾流温度场与红外成像特征 108

6.1 概述 108

6.2 舰船热尾流的数学模型 111

6.2.1 基本控制方程 111

6.2.2 湍流封闭模型 112

6.3 舰船热尾流的温度分布 114

6.3.1 海洋温度分层特征 116

6.3.2 舰艇热尾流特征 116

6.3.3 潜艇热尾流特征 120

6.4 舰船热尾流的海上测试技术 123

6.4.1 热尾流海上实验设备 123

6.4.2 实验结果与分析 124

6.5 舰船尾流的红外特征 128

6.5.1 舰船尾流的红外辐射模型 128

6.5.2 舰船湍流尾迹红外特征 129

6.5.3 舰船尾迹波红外特征 133

6.6 舰船尾流红外成像探测实验方法 139

6.6.1 实验设备 139

6.6.2 水槽中温度分层的实现 142

6.6.3 热尾流实验 145

6.6.4 尾流红外成像结果与讨论 146

6.7 小结 147

思考题 148

参考文献 149

第7章 潜艇水下排气控制与红外隐身 151

7.1 概述 151

7.2 国内外的研究概况 152

7.2.1 国外排气系统降温冷却措施 152

7.2.2 国内排气系统冷却技术研究 153

7.2.3 一维分析方法的应用 154

7.3 潜艇排气系统概述 155

7.3.1 常规动力潜艇的排气系统 155

7.3.2 排气管路传热学分析 157

7.3.3 排气管路阻力计算 160

7.4 发动机高温排气喷雾降温实验 161

7.4.1 喷雾降温实验台架 161

7.4.2 烟气温度测量装置 164

7.4.3 压力损失测量装置 170

7.4.4 测量结果及其分析 171

7.5 小结 179

思考题 180

参考文献 180

第8章 机电设备温度场与红外监测诊断 182

8.1 概述 182

8.2 红外辐射参数测量 182

8.2.1 温度 182

8.2.2 发射率 190

8.2.3 反射温度 196

8.3 设备故障红外诊断方法 199

8.3.1 定性与定量分析 199

8.3.2 红外监测诊断方法 201

8.4 设备热故障产生机理 204

8.4.1 电气设备过热故障发热机理 204

8.4.2 动力装置的失效机理 205

8.4.3 机械设备失效机理和模式 207

8.4.4 设备故障严重程度与评估 210

思考题 212

参考文献 212

第9章 定向能武器及其传热问题 214

9.1 激光武器 215

9.1.1 激光武器概述 215

9.1.2 舰载激光武器 216

9.1.3 激光武器的热效应 219

9.2 高能微波武器 221

9.3 粒子束武器 222

9.4 声能武器 225

9.5 太阳能武器 226

9.6 主动拒止系统 227

9.6.1 生物组织传热的基本模型 228

9.6.2 毫米波辐照分析 229

9.7 本章小结 242

参考文献 242

附录1 Mie散射计算程序 245

附录2 例3.1 无内热源一维稳态导热问题 250

附录3 例3.2 有内热源一维稳态导热问题 252

附录4 例3.3 一维非稳态导热问题（显示格式） 254

附录5 例3.4 一维非稳态导热问题（全隐格式） 257

附录6 常用材料发射率表 260