热辐射在介质表面反射及折射的微观机理

通过建立热辐射在介质表面散射的微观物理模型,数值模拟了任意入射角下热辐射散射的电场强度分布图形,得到了在任一入射角下的反射角及折射角.模拟结果与经典公式推导的结果吻合得很好,表明所建立的模型揭示了热辐射在介质表面反射及折射的微观机理.     

准均匀介质散射场强度相关性的理论研究

本文理论研究准均匀随机介质散射场的强度相关性.以空间-频率域中的互相关理论为基础,在一阶玻恩近似范围内,推导了两点之问散射势相关性成高斯分布的准均匀随机介质远场散射场的强度起伏相关性,得到的解析结果表明,远场散射场空间两点之间的强度起伏相关函数与散射介质的散射势谱密度函数和相关函数有关.并可以表示为两者三维空间傅立叶变换的乘积的形式.     

混合模拟方法分析散射介质的辐射换热

利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法和Ｚｏｎｅ方法相结合的数值计算方法分析各向同性散射介质中的辐射换热，首先利用新编程序对一维平板系统的吸收－散射介质的半球反射率和半球透射率分别进行了计算，并与有关文献的结果作了比较，获得了满意的结果，然后对三维封闭方腔的介质的辐射换热进行了计算，获得了在定常内热源下均匀的吸收－发射－散射介质的温度场内和壁面辐射热流。     

短脉冲激光在散射性介质中传输的时域有限元分析

从瞬态辐射传输方程出发,利用最小二乘变分原理,发展了基于离散坐标形式辐射传输方程的最小二乘有限元方法,并将其用于模拟短脉冲激光在二维散射性介质中的瞬态传输现象.首先简要介绍了求解瞬态辐射传输方程的最小二乘有限元公式,然后以脉冲激光在生物介质中的应用为背景,考察了脉冲激光入射二维非均匀散射性介质的情况,调查了不同位置处时域信号的演化规律,为短脉冲激光在生物医学领域中的应用研究提供了有价值的参考数据.结果表明:对于局部短脉冲入射条件下的非均匀散射性介质,早期的时域反射信号能够较多地反映出介质光学属性分布信息,而距离入射光源较远的测量位置,由于辐射信号经过了较长时间的衰减,所包含的介质光学属性分布信息较少.     

复杂介质中波传播、散射与辐射

本书包含一些高质量的评论论文，这些论文曾发表于有关波的传播、散射与辐射的理论、实验、仿真和倒置的国际研究讲习会上。论文涉猎的领域很广，包括电磁波与复杂介质相互作用的新机理、遥感信息、计算电磁学等等。本书总结了在波的传播、环绕理论、实验、仿真和倒置等方面的最重要的进展。     

调制点光源在光散射介质中的传输规律

报道了调制点光源在光散射介质内部的传输规律.只要调制光信号的中心频率远小于光速与光散射介质吸收系数的乘积且远大于其带宽,那么调制点光源在均匀光散射介质内部的峰值能流率分布与调制信号无关,且与稳定点光源分布相同.     

平行板间各向异性散射介质辐射传递方程求解

通过计算离散能束在传播过程中散射的能量在空间方向上的分布份额,用基于蒙特卡洛法的DRESOR法在平行平板系统内对相函数分别为一阶前向、一阶后向的各向异性散射介质中的辐射传递方程进行了求解,分别给出了各向异性散射条件下系统边界的具有较高方向分辨率的辐射强度分布以及系统内的热流、热源和入射辐射分布,并对各向异性散射对结果的影响进行了分析.将计算辐射强度结果代入辐射传递方程进行验证计算,验证结果的比较证明了DRESOR法求解辐射传递方程的有效性和正确性,并且计算结果达到了很高的精度.     

参与介质的散射特性对辐射热交换的影响

考虑参与介质的散射作用,给出一维辐射直接交换面积解析式和辐射全交换面积矩阵表达式,模拟计算了含有散射介质的一维系统辐射热交换问题.数值模拟结果表明,与忽略介质散射作用的简化描述相比,容积段-容积段的辐射全交换面积增大,表面段-容积段的辐射全交换面积降低,介质的散射削弱了容积段与表面段之间的辐射热交换.参与介质的散射作用越强,忽略介质散射导致的计算误差越大.     

基于P_n近似方法的消防水幕辐射传输模拟分析

水幕系统对火焰辐射衰减问题包含了气体、水滴粒子、不完全燃烧产生的炭黑粒子等吸收、散射以及液滴蒸发吸热等过程。针对此问题,本文首先采用Mie散射理论与有效介质理论相结合,建立了水滴粒子以及炭黑掺杂混合液滴的吸收散射特性参数计算模型;在此基础上,考虑燃气辐射吸收作用,采用球谐函数法构造了多层半透明水幕介质的辐射传输计算模型。利用该模型分析了载液量、液滴粒径、水滴蒸发、粒子混合等因素对辐射衰减能力的影响。     

漫反射下两层散射性介质内的瞬态耦合换热

采用光线踪迹 /节点分析法研究了在漫反射、表面不透明、分界面半透明的两层平板状吸收、各向同性散射性非灰介质内的辐射与导热瞬态耦合换热。两层介质具有不同的辐射特性 ,折射率均大于等于 1。在考虑表面多次反射和介质多次散射的情况下 ,推导了复合层辐射传递系数 ,由辐射传递系数计算辐射热源项。在对流、辐射换热边界条件下 ,采用控制容积法求解瞬态能量方程 ,获得了复合层内的稳态、瞬态温度场和热流密度 ,与 Galerkin法的计算结果比较 ,表明该文的计算方法正确 ,精度高     

考虑辐射强度沿截面方向减弱的炉内传热公式

分析了以2个平行平面辐射换热公式作为蒸汽锅炉炉内火焰对四周水冷壁进行辐射传热计算的基本公式,该式是在炉膛截面各处温度相同、从炉膛中心到四周水冷壁平面不发生辐射强度任何减弱的前提下获得的,因此,计算偏差在所难免.假设炉膛为横截面积和高度与近似矩形立方体的炉膛横截面积和高度相同的当量圆柱体,以辐射强度沿射线行程变化的能量方程,推导出一维(横截面的径向)的辐射能在从炉膛中心向四周壁面传递时因火焰介质的吸收、自身辐射和散射作用造成的辐射强度的减弱,并在此基础上推导出考虑了辐射能沿截面方向从炉膛中心向四周壁面减弱后的炉内辐射传热公式.分析了所得公式的特点和适用性.所提出的公式和现有某些计算方法,对大型煤粉电站锅炉燃用含灰量不同的3种典型烟煤时分别进行了炉膛出口烟温的计算,并进行了比较,分析了这些方法存在的不足.     

固定床与平板表面导热、对流和辐射复合传热的理论研究

研究高温固定床壁面或埋设平板表面附近受迫对流换热；计算结果表明当对流－辐射参数或传导－辐射参数减小，或雷诺数增加时辐射换热速率随之增加；辐射对导热、对流的影响由颗粒所吸收的净辐射能的符号所决定；床和平板的辐射特性及热流方向对传热也有影响。     

路面固体结构辐射集热影响特性实验研究

针对道路固体结构太阳能集热过程的主要影响因素开展实验研究,建立了热辐射集热实验系统,探索诸如辐射强度等众多客观因素的影响和作用.在定辐射强度和动态辐射强度实验中,重点研究了单位面积集热量、单位流程温差、集热效率、集热表面其温度的影响特性.研究表明,随着热源辐射强度增加,单位面积集热量增加,但是集热效率却呈下降趋势;同时,道路固体结构集热系统存在明显的热响应滞后性,固体结构的热容量是重要的制约因素.     

天然气加热炉内介质水非稳态耦合热流场研究

设计制造高效节能的加热气化设备是油气工业中迫切需要解决的问题。本文深入研究天然气加热炉传热机理,开创性地构建了大空间非稳态自然对流及介质参与性辐射耦合传热模型,求解水作为中间载热介质的天然气加热炉内非稳态耦合热流场,并通过天然气加热、传热流动试验平台,对边界条件进行试验校准并验证了数值分析模型的正确性。结果显示,加热炉内流场不均,整体循环不佳,加热炉的启动时间为2.5 h,加热效率仅为83.5%,介质参与性辐射占总传热量的24.5%。显然,传统加热炉结构有待优化,且介质参与性辐射影响不可忽略。     

天然气加热炉内介质水非稳态耦合热流场研究

设计制造高效节能的加热气化设备是油气工业中迫切需要解决的问题。本文深入研究天然气加热炉传热机理,开创性地构建了大空间非稳态自然对流及介质参与性辐射耦合传热模型,求解水作为中间载热介质的天然气加热炉内非稳态耦合热流场,并通过天然气加热、传热流动试验平台,对边界条件进行试验校准并验证了数值分析模型的正确性。结果显示,加热炉内流场不均,整体循环不佳,加热炉的启动时间为2.5 h,加热效率仅为83.5%,介质参与性辐射占总传热量的24.5%。显然,传统加热炉结构有待优化,且介质参与性辐射影响不可忽略。     

随机分布群粒子侧向散射特性Muller-Stokes算法的描述

该文用矩阵元素表示偏振激光束入射时与入射方向垂直的平面上散射光的偏振特征,介绍了使用Muller-Stokes算法来研究随机分布群粒子场侧向散射光性质的方法.用此算法对实验得到的数据进行计算得到的结果表明,散射光强的分布是呈轴对称的,散射光各种偏振特性的变化及用于表示各种特性的矩阵元素主要决定于散射粒子的大小.另外,散射系数亦随粒子直径的变化而变化.     

基于激光散射强度测量非织造布面密度的实验研究

应用光技术测量原理研究了非织造布的激光散射强度与面密度的关系,并应用计算机程序控制非织造布激光散射强度测定系统测定和分析了3种加工方法的非织造布试样。结果表明:非织造布面密度与激光散射强度之间存在十分密切的关系,这里所述的方法具有无放射性和易于采用计算机测量的优点,可用于薄型非织造布面密度的测量。