改进的配置点谱方法直接求解平行平板间的辐射传热

采用一种基于改进契贝谢夫配置点谱方法直接求解在吸收、发射和各向异性散射灰体参与性介质内的一维平行平板内的辐射传递方程.选取两个经典算例对改进的契贝谢夫配置点谱方法求解平行平板间的辐射传递问题的性能进行检验.通过改进的契贝谢夫配置点谱方法获得的辐射强度和辐射热流,并将计算结果与解析解和文献中采用最小二乘法获得的计算结果相比较.结果表明,采用改进的契贝谢夫配置点谱方法求解平行平板间的辐射换热问题是准确、有效的     

喷水对火箭发动机羽流红外特性的抑制作用研究

为研究喷水对火箭发动机发射时排气羽流红外辐射的抑制作用,建立了羽流气液两相流场和红外辐射传输的计算模型,通过在能量方程中引入辐射源项和水的汽化导致的能量源项,实现了辐射计算和两相流场计算的耦合求解.计算中采用M ixture多相流模型求解气液两相流流场,使用汽化模型模拟了水的汽化效应.使用离散坐标法求解辐射传输方程,得到了3个主要波段内羽流的红外强度分布,将计算结果与红外热图进行对比,验证了计算结果的可靠性.研究结果表明,喷水后辐射强度在喷水管之后的大范围区域内明显降低.     

基于多重角度离散的排气系统红外辐射特性数值模拟

为解决有限体积法耦合求解排气系统红外辐射特性时角度离散数目不足的问题,提出多重角度离散方法,并计算了某轴对称排气系统的空腔-喷流组合红外辐射特性。用较粗的离散角度耦合计算每个喷管空腔微元面的辐射亮度,用较细的离散角度对空腔-喷流组合辐射的每个控制角进行独立计算,求解红外辐射强度。结果表明,多重角度离散方法可以使排气系统红外辐射程序在保证计算精度的同时,探测方向更加灵活,克服了有限体积法求解喷管空腔-喷流组合辐射强度分布时角度离散数目不足的问题。     

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.     

轴对称辐射传递逆问题的三种求解算法比较

针对轴对称光学薄火焰,用图像探测器和滤色片获得火焰的单色辐射图像,根据火焰的单色辐射强度,分别采用最小二乘法、正则化方法和线性规划法对辐射传递逆问题进行了求解.对一个轴对称乙烯扩散火焰进行实验检测,通过对三种求解方法的结果比较,表明对辐射强度较高的火焰中部和上部区域,三种方法均可获得较好的重建结果;而对于辐射强度较低的火焰下部区域,由于线性规划法同时具有光滑性和约束性的优点,可以获得较好重建结果,它对求解轴对称辐射传递逆问题是一种比较理想的算法.     

辐射平衡时介质内温度交点的现象及其探究

通过DRESOR(被边界吸收或介质散射的能量分布)法揭示了一维辐射传递过程中可能存在的温度交点的现象,并对该现象进行了分析研究.研究结果证实其原因是在交点处存在着辐射传递的完整对称性,使得该点处辐射平衡温度不受其他参数变化的影响.空间介质中心两侧光线传递完全对称条件下才可能出现该交点现象,而介质的各向同性散射反照率和梯度折射率分布对交点的位置无影响.若介质两侧壁面发射率相等,则发射率值的大小对交点的位置无影响;若两壁面发射率不等,则交点会向发射率较大的一侧移动.此外,两壁面的温度只影响辐射平衡时交点处的温度,对交点的位置无影响.     

液体火箭发动机羽烟三维紫外辐射仿真研究

针对液体火箭发动机羽烟紫外辐射的空间分布问题,建立三维数值计算模型.该模型采用标准κ-ε湍流模型和PDF模型仿真羽烟流场的状态参数,根据HITRAN数据库计算流场内吸收系数分布,并利用离散坐标法求解辐射传输方程,计算三维空间的紫外辐射分布.测试结果表明:三维紫外辐射模型的计算结果与实验数据一致,能够反应不同视角下液体火箭发动机羽烟紫外辐射强度的空间变化.     

地下电波法在深层地下物探中的应用研究

采用矩量法研究了有耗媒质中有限长圆柱对称天线的辐射特性及三维金属地质目标散射特性.首先推导了有耗媒质中圆柱对称天线的海伦积分方程;然后利用等效原理建立导体表面的电流积分方程,并采用伽略金方法将积分方程组转化为矩阵方程组,求解出散射体表面的等效电流分布,计算出其散射场;最后以典型散射体为例,进行了仿真计算分析.数值计算结果表明,采用矩量法所得的数值计算结果与Ansoft HFSS仿真的结果具有良好的一致性,验证了理论分析的正确性与程序编制的可靠性.因此该方法在深层地下物探研究中有一定的理论和应用价值.     

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.     

快速求解辐射传输方程的模型降阶算法

光学层析成像技术近年来备受关注.光子在生物组织中的传播服从辐射传输方程,该方程计算复杂性非常高,直接影响到成像速度.提出了采用模型降阶算法将辐射传输方程求解中的刚度矩阵进行降阶,大幅度地降低系统复杂性来提高辐射传输方程的前向求解速度.实验表明该方法能保证前向求解具有较小的误差,并且能在最大程度保留输入输出行为的前提下,使前向求解速度大大提高.     

各向异性磁介质中圆电流环的磁矢势

提出一种求解各向异性磁介质中电流磁场的新方法,通过求解各向异性磁介质中圆电流环的磁矢势A分布,求出其磁感应强度B分布.结果表明,各向同性磁介质中圆电流环在远场点的磁矢势公式,与已知的结果一致;磁矩m在各向同性介质中的P点产生的磁感应强度,其结果也是预料之中.     

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     

用逆向蒙特卡罗法计算光的辐射强度组分

提出了一种新的数值方法,使得逆向蒙特卡罗法不但可以计算总辐射强度,还能计算直接强度和介质强度.在此方法的基础上,提出了一种改进的方法:光子分类法,该方法既能更详细地计算辐射强度组分,又能大大减少计算时间;然后比较了新方法和多射线法在计算辐射强度组分时的结果;最后将光子分类法应用于分析卫星遥感大气订正中的邻近效应问题.     

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。     

一维非均匀各向异性媒质传播特性的SMM分析

给出了一种用于分析一维非均匀各向异性媒质传播特性的新数值技术．该技术将原来的各向异性媒质等效成具有圆极化本征模的各向同性媒质,从而将一维非均匀各向同性媒质中的散射矩阵技术推广到各向异性媒质问题的分析当中．计算机模拟结果显示,这种新的分析技术所得的分析结果与近似方法所得的结果完全一致,     

Reconstruction of Temperature Field in 3-D, Absorbing, Emitting, and Anisotropically Scattering Medium

IntroductionRecently ,theinvestigation on numerical radiative heattransfer has been focused onthe reconstruction of temperatureprofile in target space according to its boundary heat fluxgained by detectors[1 8], whichis a kind of inverse problemofradiation. Among these investigation, Li HY[1 4]hasresearched on one-di mension or two-di mension rectangular ,spherical or cylindrical medium which is absorbing ,emitting , and isotropically scattering ; Liu LH[5,6]hasresearched on the semitranspar…     

求解辐射换热的离散传播法

介绍了一种新的求解辐射换热的方法—离散传播法,并编制了用该方法求解一维辐射换热问题的通用程序。用该程序对一维平行平板间的辐射换热问题进行了计算,并将结果与解析解进行了比较。结果表明,离散传播法是一种很好的求解辐射换热方法,值得进一步研究。     

隧道渗流的数值方法

用边界元方法，求解了各向异性介质的渗流场问题，计算了双孔洞隧道周围渗流区域的水压分布，并分析了渗流区域不同边界条件对水压分布的影响。