计算热辐射学的进展

描述辐射能传输过程的基本方程为辐射传递方程. 在三维半透明介质中, 辐射强度是七维变量的函数, 多数情况下只能通过数值计算的途径进行近似求解. 数值模拟方法已成为半透明介质内热辐射传递理论研究和工程应用的重要手段. 本文对国内学者在计算热辐射学方面取得的主要研究进展进行了综述, 提出了今后计算热辐射学研究的重点.     

温度分布对多相氧化铝颗粒辐射特性影响

根据液滴凝固过程中的逐层凝固特性,建立多相分层共存氧化铝颗粒辐射吸收能量的分布模型.将球形氧化铝颗粒内部的各种相态分层共存的状态看作是不同相态组成的同心球,针对该模型采用多层同心球电磁理论对其进行计算和分析.考虑颗粒内部径向温度梯度对颗粒内部辐射吸收分布以及颗粒表面辐射特性的影响.计算结果发现,本文所考虑的径向温度梯度对氧化铝颗粒的吸收因子影响较小,但是对其表面光谱辐射力则产生较大影响.     

贴体坐标系下离散坐标法计算尾喷焰辐射特性

在计算尾喷焰燃气组分、辐射物性的基础上，用贴体坐标系下的离散坐标法(DOM)，研究了不同工况下尾喷焰的红外光谱辐射特性随飞行高度的变化特征，分析了介质的辐射物性对尾喷焰辐射特性的影响．研究结果表明：尾喷焰的辐射物性对尾喷焰辐射传输计算有很大的影响；在所考虑的工况下，与喷焰轴向全立的方向上光谱辐射最强。     

半透明复合隔热涂层的瞬态热分析

将光线踪迹／节点分析法拓展，用以计算具有基底，多层半透明非灰介质的辐射与导热瞬态耦合换热，分析了吸收－散射性非灰复合层的态传热特性，考察了不透明界面（表面有积灰），半透明界面（表面没有积灰）的表面辐射特性以及复杂换热边界条件，采用具有多个波段的谱带模型模拟高散射性氧化锆的辐射特性，与采用双热流结合林函数法的计算结果比较表明，本文的计算结果可靠，精度高，为工程设计提供了参考依据。     

半无限体亚表面球形缺陷的热波多重散射

基于非傅里叶热传导波动型方程,采用镜像方法和波函数展开法,研究了半无限固体结构中亚表面球型缺陷的热波多重散射问题.基于热传导波动模型给出了热波散射问题的一般解.温度波由调制光束在材料表面激发,缺陷表面的边界条件为绝热.分析了结构几何和物理参量对温度分布的影响,给出了温度变化的数值结果.研究结果可为固体材料激光测试、红外热波成像等问题提供理论基础和参考数据.     

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     

半透明界下三层吸收性介制裁内的瞬态耦合换热

采用射线踪迹、节点分析法研究了3层吸收性介质层内的辐射和导热瞬态耦合换热,复合层表面及介质层交界面均半透明漫反射,采用1层和2层辐射能量传递模型跟踪辐射能量在3层介质内的传递,从而推导出了辐射传递系数,运用辐射传递系数求解辐射源项,在辐射对流边界条件下,采用全稳格式求解瞬态能量方程,考察了介质折射率及导热-辐射参数对耦合换热的影响。比较分析结果表明,所研究的模型和计算结果是可信的,可向任意多层辐射能量传递模型推广。     

一维介质辐射物性反演的随机微粒群方法

针对介质辐射反问题进行研究.采用离散坐标法求解了一维吸收散射性灰介质的辐射传输方程,发展了一种反演介质内辐射参数的随机微粒群方法.结果表明该方法可以收敛于全局最优解,且计算快速、智能.