摘要：基于变换热动力学原理可获得具有热隐身性能的隐身结构(隐身斗篷)所需要的材料性质的空间分布。但这种材料性质的复杂分布形式以及局部热传导性能无限大等极值性质需求,使得隐身斗篷设计的实现非常困难,需要研究基于常规材料的隐身斗篷设计。本文基于常规材料的热隐身结构实现问题,提出了基于纤维增强复合材料圆环结构的实现热隐身的结构形式。首先,基于变换热动力学原理获得热隐身所需的热传导系数沿半径方向的变化规律;进而,通过设计复合材料不同位置的纤维铺设方式(含量和铺设方向)实现热隐身对材料性能的需求。选择金属银作为纤维,空气作为基体,设计出了具有热隐身性能的复合材料圆环结构纤维含量和铺设方向沿径向的分布方案。对该设计方案进行数值仿真,结果显示所设计的隐身结构具有良好的热隐身性能。由于设计方案基于常规材料,因此具有容易实现的优点。

摘要：为了降低热隐身薄膜在可见光探测下的显著性,研究了低光泽度热隐身光子晶体薄膜的设计和制备问题。首先分析了影响光子晶体热隐身薄膜光泽度的因素,然后从基底的粗糙度,可见光波段平均反射率,以及合适的镀膜工艺三个方面进行优化,按照优化方案进行制备和测试分析,最终得到低光泽度热隐身光子晶体薄膜。结果显示,所研制的光子晶体薄膜的光泽度可以减小到4.2个光泽单位左右,符合相关标准。并且在中、远红外大气窗口内的波段发射率分别为0.20和0.25,说明该低光泽度薄膜对中远红外具有较强的隐身性能。

摘要：作为一类热隐身超材料,热斗篷结构以良好的热防护和隐身特性在航天飞行器、遥感卫星、计算机芯片表面等处得到了广泛的应用。本文基于铜和PDMS材料交替而成的多层环形超材料结构,结合实际应用,在传统圆环形热斗篷的基础上,设计出两类超材料热保护器外形——梭形和导弹形的计算模型。利用ANSYS FLUENT14.5软件分别对三种热斗篷模型和无防护涂层的平板展开数值模拟。利用(火积)理论建立热力学评价指标。最终得到对两种优化模型热隐身效果分别在不同温差下(火积)评估指标随时间的分布情况。

摘要：热斗篷结构具有良好的热防护与热隐身效果,在航空、运输和计算机等领域有着广泛的应用。当前的热斗篷研究,主要是利用变换光学的方法实现热流在被保护体表面的绕流。依据稳态过程导热微分方程具有形式不变性,利用变换光学的方法,推导出二维坐标系下,热隐身系统中任意位置的热流偏角的表达式,并通过FLUENT对二维圆形热斗篷材料层边界处的热流偏角进行验证。结果表明,当材料层厚度增大时,热流绕流的偏角减小;当导热系数比值b>1时,热流偏角随着b的增大而增大;当导热系数比值b<1时,热流偏角随着b的增大而减小。据此,设计控制热流的传递路径,并优化热斗篷的防护性能和热隐身效果。

摘要：针对通过变换热力学理论设计的热超材料难以制备的问题,将细观力学的中性夹杂思想引入对热流传递路径的控制中,设计出圆柱形热幻像器件,并讨论了幻觉材料的导热系数与半径之间的关系。数值仿真和实验结果表明:通过在原始目标A外涂覆一层设计的幻觉材料,就可以使得探测器从外部探测出幻像目标B的热特征,从而达到很好的干扰作用。该研究为利用热超材料实现目标隐身提供了一种新的可行方法,同时也大大降低了材料的制备难度。