温度场仿真技术是红外图像仿真的基础,涉及传热学、物理学和空气动力学多门学科,温度场计算的准确性直接决定了红外图像仿真的可靠性和真实性,进而影响红外图像的应用。通过研究天空目标温度场的分布特性,综合考虑各种影响温度场的影响因子,能够更为准确的模拟出天空目标的温度场,从而大幅度降低了实际测量温度场的成本,加快实验的进度,提高工作效率。论文的主要工作包括:温度场仿真技术的国内外研究现状综述与分析,在此基础上提出了一种温度场的仿真系统框架并给出其实现。仿真系统的实现包括以下几个方面:天空目标建模、3DS文件读取、一般运动状态下飞行器温度场计算以及快速运动状态下飞行器温度场计算。具体来讲,论文首先介绍了天空目标的建模过程及网格划分;然后利用3DS文件作为系统的模型输入,通过研究3DS文件的块结构,介绍了模型的读取方法及流程;接着针对天空目标的受热特性,详细分析了影响天空目标温度场分布的主要因素:外部气体对蒙皮的气动加热、外部气体与蒙皮的对流换热、太阳对蒙皮的热辐射、飞行器的内热源工作产生的热辐射、飞行器内部电子设备的热辐射以及内部气体与蒙皮的对流换热等。由于这些因素对天空目标不同部位的影响差异,因此在计算温度场时将天空目标分为不同模块进行计算。其中一般运动状态下天空目标分为:除去内热源后目标和目标内热源。快速运动状态下天空目标分为:目标头部、目标体与目标内热源。最后,通过在不同参数下模拟天空目标的状态变化,仿真出天空目标温度场的分布情况,并将实验结果与理论结果进行对比分析,验证了本文所提方法的有效性。