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参与性介质方向辐射的广义多流法研究

作　者: 赵辉
导　师: 阮立明
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 工程热物理
关键词: 方向辐射强度广义多流法源项六流法尾喷焰
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 33次
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内容摘要

随着目标探测、光学成像、燃烧诊断等技术的开发和应用,对定向和定位的空间分辨率的要求更加严格,同时在红外辐射传输方面也遇到了大量的高温、多维、非均匀、各向异性散射等科学问题,对热辐射特性和传输的分析计算提出了更高的要求。考虑到实际中的定向辐射探测问题,本文的目的是提出一种简单快捷并且具有普适性的计算模型。有限体积法空间方向离散灵活,微元立体角、微元控制体内辐射能量守恒,物理意义明确,因而使得数值模拟结果具有很高的计算精度。本文在有限体积法现有离散坐标和离散空间基础上,提出广义多流法,该法能计算任意方向的辐射强度,结果与反向蒙特卡洛法结果吻合较好,能兼顾计算精度和计算效率。本文研究内容包括:1.介绍几种求解方向辐射的典型求解方法,分析比较各种方法的优点和缺点。2.在有限体积法基础上,建立广义多流法数学模型,编制相应的程序,针对参与性介质的物理模型,比较分析了广义多流法、反向蒙特卡洛法与源项六流法的计算结果,验证了广义多流法的可行性和精度。3.将整个尾喷焰计算区域包覆在某圆柱之内,在流场数据已知的前提下,用逐线积分法和粒子Mie散射理论计算喷焰中各控制体的吸收和散射系数,并将其与广义多流法整合为一个程序,模拟尾喷焰不同高度任意方向的截面总光谱出射辐射强度,分析其随高度和波数的变化规律。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-16
  1.1 课题研究背景及意义  8-9
  1.2 辐射传递求解方法的概述  9-15
    1.2.1 区域法  10
    1.2.2 离散传递法  10-11
    1.2.3 离散坐标法  11-12
    1.2.4 有限体积法  12-14
    1.2.5 其它方法及各方法的分析比较  14-15
  1.3 本文研究内容  15-16
第2章求解方向辐射的典型方法  16-30
  2.1 广义流方法  16-24
    2.1.1 传统热流法介绍  16-21
      2.1.1.1 二流法  16-19
      2.1.1.2 六流法  19-21
    2.1.2 源项六流法介绍  21-24
      2.1.2.1 广义源项的确定  21-23
      2.1.2.2 任意方向辐射强度的计算  23-24
  2.2 蒙特卡洛法  24-27
    2.2.1 正向蒙特卡洛法介绍  24-25
    2.2.2 反向蒙特卡洛法介绍  25-27
  2.3 离散坐标法  27-29
  2.4 本章小结  29-30
第3章任意方向辐射的广义多流法研究  30-48
  3.1 适体坐标系下的有限体积法  30-33
  3.2 适体坐标系下的广义多流法  33-38
    3.2.1 广义多流法基本原理  33-34
    3.2.2 广义多流法数学模型  34-38
  3.3 均匀温度场计算结果与分析  38-41
    3.3.1 各向同性计算结果  38-40
    3.3.2 各向异性计算结果  40-41
  3.4 非均匀温度场计算结果与分析  41-47
    3.4.1 各向同性计算结果  41-44
    3.4.2 各向异性计算结果  44-47
  3.5 本章小结  47-48
第4章导弹尾喷焰的红外辐射场计算  48-59
  4.1 导弹尾喷焰计算物理模型  48-49
  4.2 导弹尾喷焰计算流程  49-50
  4.3 流场、燃气组分场及辐射物性的计算  50-51
  4.4 尾喷焰红外辐射特性计算与分析  51-57
    4.4.1 网格与立体角的选择  52-53
    4.4.2 流场温度与物性分布  53-56
    4.4.3 计算结果及分析  56-57
  4.5 本章小结  57-59
结论  59-60
参考文献  60-64
攻读学位期间发表的学术论文  64-68
致谢  68

参与性介质方向辐射的广义多流法研究

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