蜂窝体中对流、辐射复合换热效应

蜂窝体是由贯穿本体非常密集的小孔构成,载热气体沿孔隙通过蜂窝体,在稳态条件下,其中发生对流、辐射复合换热。每一单孔可看作非等温空腔。如果载体为完全透热介质,对流给热系数沿空腔分布函数给定,建立空腔能量控制方程,用可分核法求解方程,可获得蜂窝体结构参数与空腔内壁及气体温度分布关系。计算结果与实测值基本吻合。     

论红外系统标定体系精度的走向

建立了被检辐射温度计和标准辐射温度计只因两者工作波长而产生的亮度温度差（精度）的理论公式。此公式内涵表明了由于黑体空腔总精度的不等温分量几乎与波长无关，所以大幅度地降低了上述亮度温度差的差值，即与标准接触式温度计相比大大提高了红外辐射温度计的标定精度，本文还列举了几种典型黑体空腔温度分布的例子，给出了标准与被检温度计因工作波长不同而产生的亮度温度差的志向。     

评价黑体辐射源精度的理论与实验研究（Ⅱ）

根据基尔霍夫理想黑体“腔体密闭性”和“腔体等温性”两项原则，提出由腔体密闭和等温程度所决定的黑体空腔精度两个分量的新概念，并给出这两个分量的理论公式．首次发现由黑体空腔不等温性所决定的分量在短波侧占黑体空腔总精度的８０％～９０％．由此为研制各类黑体辐射源和在线黑体传感器提高它们的精度指出了方向和方法     

评价黑体辐射源精度的理论与实验研究（II）

根据基尔霍夫理想黑体“腔体密闭性”和“腔体等温性”两项原则，提出由腔体密闭和等温程度所决定的黑体空腔精度两个分量的新概念，并给出这两个分量的理论公式。首次发现由黑体空腔不等温性所决定的分量在短波侧占黑体空腔总精度的８０％￣９０％。由此为研制各类黑体辐射源和在线黑体传感器提高它们的精度指出了方向和方法。     

黑体空腔发射率计算的蒙特卡罗模型

在均匀镜－漫反射假设的基础上，给出了利用蒙特卡罗方法计算黑体空腔有效发射率的数学模型。该模型首先使用光束跟踪方法求得等温空腔有效发射率，然后逆向跟踪各反射光束，考虑了空腔不等温性和环境辐射对空腔有效发射率的修正。利用该模型对中国计量科学研究院的低温黑体实际空腔进行了计算研究，结果表明：镜反射成分的影响取决于空腔形状和壁材表面光学性质；环境辐射总是增加空腔的有效发射率，腔口附近壁温分布对空腔法向有效发射率影响不大。     

辐射腔体的空腔效应

由辐射性能一致的漫射表面组成的腔体,在温度一致的条件下,其辐射行为可以归结到由腔体开口的表现来描述,这就是所谓空腔效应。本文从辐射表面之间的换热规律出发,推导出反映空腔效应的定量概念－空腔因子,建立了空腔因子与腔体形状和腔体材料的关系。     

在线黑体辐射源的建立及其精度评价

在高温的锻造炉内以竖插和横插两种方法建立了几种在线黑体空腔。首次测量了各在线黑体空腔的温度分布，采用作者建立的评价黑体空腔精度的理论公式，评价了各黑体空腔的精度，亦即给出了由于非完全黑体产生的测量误差，并得出了在炉子不同部位安装黑体空腔的规范。     

开口空腔内湍流自然对流与表面辐射的耦合传热

对具有单个加热壁的二维方形开口空腔内的湍流自然对流与表面辐射的耦合传热进行了数值研究。结果表明,辐射强烈地影响腔内的流场及温度场,它既可增强也可减弱空腔的湍流自然对流换热;不同Rayleigh数和温差比下,空腔的总换热率及辐射所占份额均呈现不同的变化规律。     

矩形空腔内多个离散热源自然对流的数值分析

用SIMPLER算法,数值分析了顶部散热的矩形空腔内一侧竖壁上均匀放置5个离散热源的自然对流传热,探索了瑞利数和空腔高宽比对流动和传热的影响。分析指出:空腔中心存在一个近似等温区:相同热负荷下随着宽度的增加热源表面局部换热系数增大、但冷源平均换热系数却因冷源平均热流密度的减小而降低。数值计算的结果和实验值吻合得很好。     

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。     

光纤传感器在辐射环境中的应用研究进展

以光纤传感器中常见的基于布拉格光栅、法布里 珀罗腔和分布式系统的3种传感器在核辐射环境中的应用情况为研究重点,对其在核辐射环境中的应用研究进展进行了综述。光纤布拉格光栅传感器中纯硅光纤和掺氟光纤制作的光栅具有耐辐射的优异性质;分布式传感器中布里渊散射和拉曼散射的传感器具有一定的抗辐射特性;而法布里 珀罗传感器则由于其结构的特殊性,在核辐射环境下应用情况较差。目前,光纤传感器在核辐射环境下的应用还受到很大的限制,主要表现在光纤本身对辐射比较敏感,辐射后的光纤常表现出峰位移动和信号衰减等问题,严重影响光纤的长期稳定性。要实现核辐射环境下光纤传感器的大规模应用,未来应研制具有更强抗辐射性能的光纤和寻找更优的校准和信号处理方法,以提高传感器的响应精度。     

一种新型的智能化超声功率计

研制了一种新型的大量程智能化超声功率计,功率接收靶被设计成空心腔体形式,其自重为水的浮力所平衡,以此扩大功率计的量程;用荷重传感器测量靶面上的超声辐射太力,以此求得辐射功率,用微处理器控制数据采集与处理,以实现测量智化,理论分析及实验表明：该功能计测量超声换能器辐射面直径最大可达１３３ｍｍ,测量超声功率最大可达９９９．９Ｗ,理论分辨率为０．３Ｗ,测量超声频率最低为１２５ｋＨｚ。它适合于对中、大功率超声换能器,尤其是大口径、多元超声换能器阵列超声功率的测量。     

光子气体的碰壁数及其应用

空窖内的平衡辐射可看作光子气体,本文使用玻色分布,推导出了光子气体的碰壁数表达式。为了显示此碰壁数表达式的应用价值,还使用它导出了斯特藩-玻尔兹曼定律,这是与教材中斯特藩-玻尔兹曼定律推导方法不同的另一简单方法。     

多种激励条件下复杂圆柱结构的中频声辐射预测及验证

利用混合有限元-统计能量分析法,研究不同激励条件下复杂圆柱结构的声辐射特性.构建了一种空中及水下航行器的典型结构——复杂圆柱结构.在半消声室中测量了圆柱结构腔内声压级水平.结果表明:在不同激励条件下,该方法预测的复杂圆柱结构在中频段的声压值与实验测量结果比较吻合,能够较准确反应各个频率段及拐点处的声辐射情况.预测误差随激励的类型及频率的改变存在一定差异,其中声-力混合激励下预测误差最小.随着频率的增加预测精度越来越高.     

微带线—槽线馈电的Vivaldi天线参数分析

为了研究微带线-槽线馈电结构参数对Vivaldi天线辐射性能的影响,将该天线的参数归纳成微带短截线的尺寸、槽线环形谐振器的尺寸、天线渐变指数及开口尺寸3个部分,并分别对这些参数进行优化仿真设计.结果表明:3个部分主要参数对带宽均有较大影响,设计时槽线谐振腔半径不能随意增加,其值应与天线工作波长的1/4相当,扇形微带短截线夹角直接影响高频部分,有助于带宽的提高,随着渐变指数的增大,天线的增益和主瓣电平减小,波束宽度增加.该研究为该类天线设计提供了技术支持.     

背腔式微带贴片天线电磁辐射特性分析

采用矢量有限元方法(edge-based FEM)与完全匹配层(PML)吸收边界条件相结合，分析背腔式微带天线的电磁辐射特性。建立了该混合方法的理论模型。通过将其应用于有可比数据的微带贴片天线的方向图计算，验证了该方法的正确性。在此基础上，给出了具有分层介质基片结构的背腔式微带天线和背腔式分形微带天线的方向图计算曲线。理论分析和计算结果显示，相对于分析同类问题的其它方法，该混合方法具有节省计算机内存和计算精度高等优点。