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基于微流控自适应红外伪装薄膜研究OA

Research on Microfluidic-based Adaptive Infrared Camouflage Thin Film

中文摘要英文摘要

针对传统红外伪装技术在动态复杂环境及多光谱联合探测中适应性不足、难以实现实时热辐射调控的问题,提出一种基于微流控技术的红外伪装薄膜系统,旨在通过动态调节表面温度实现目标与背景红外特征的自适应匹配.建立包含固体基底与嵌入式微流道的伪装薄膜结构和热流固耦合仿真模型,分析其在稳态条件下的热传递特性.分别在流道入口流速为0.25~5.00 m/s、流道间距为 1~4mm 的条件下进行仿真分析,研究流速与微流道结构对温度分布的影响规律.通过红外成像试验验证伪装薄膜在不同流速与时间序列下的表面温度变化,评估其红外伪装效果.研究结果表明:较高流速(如 5.00 m/s)与较小流道间距(如 1 mm)可显著提升温度均匀性,最大温差由 15℃降至 2℃,有效模糊目标红外轮廓.在流速0.50 m/s以上时,薄膜表面温度可迅速趋近背景温度,实现良好的红外隐蔽效果.

To address the insufficient adaptability of traditional infrared camouflage technologies in dynamic complex environments and multispectral detection,a microfluidic-based infrared camouflage film system is proposed for the adaptive matching of target and background infrared signatures through real-time thermal radiation regulation.A thermal-fluid-structure coupling simulation model comprising a solid substrate and embedded microchannels is established to analyze steady-state heat transfer characteristics.Simulations are performed with inlet flow velocities ranging from 0.25 to 5.00 m/s and channel spacings from 1 to 4 mm to determine the effects of flow velocity and structural parameters on temperature distribution.The surface temperature variations are verified through infrared imaging tests under various flow velocities and time sequences.The results indicate that higher flow velocities(e.g.,5.00 m/s)and smaller channel spacings(e.g.,1 mm)significantly improve temperature uniformity,with the maximum temperature difference reduced from 15℃to 2℃,thereby blurring the target's infrared contour.At flow velocities exceeding 0.50 m/s,the film surface temperature converges rapidly with the background,achieving effective infrared concealment.

刘旭玲;于雪辉;张钰松;彭超锋;叶国永;邵景干

郑州轻工业大学 机电工程学院,河南 郑州 450002||河南交院工程技术集团有限公司,河南 郑州 451460郑州轻工业大学 机电工程学院,河南 郑州 450002郑州轻工业大学 机电工程学院,河南 郑州 450002郑州轻工业大学 机电工程学院,河南 郑州 450002郑州轻工业大学 机电工程学院,河南 郑州 450002河南交院工程技术集团有限公司,河南 郑州 451460

机械制造

微流控技术伪装薄膜自适应红外伪装热辐射调控热流固耦合

microfluidic technologycamouflage thin filmadaptive infrared camouflagethermal radiation regulationthermal-fluid-structure coupling

《液压与气动》 2026 (5)

82-89,8

国家自然科学基金(52005453)河南省科技攻关项目(252102241012)河南省交通运输厅科技项目(2023-5-3)

10.11832/j.issn.1000-4858.2026.05.009

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