模拟辐射传热的离散坐标法的改进

针对离散坐标法模拟求解炉内辐射换热的问题,在对辐射传递方程采用控制容积法离散时,按辐射方向上各界面之间的投影关系划分区域,对辐射传递方程在各子控制体上沿辐射传输方向进行积分,求解各子控制体的辐射强度,再取容积平均值作为最终节点的辐射强度的新离散坐标方法,定义为分段积分离散坐标法,并对三维矩型燃气炉内辐射换热进行了数值模拟,与传统离散坐标方法及区域法进行了比较,比较结果表明新离散坐标法较好的解决了假散射问题,提高了离散坐标法的精度.     

求解辐射传递的非结构混合有限体积／有限元法

本文给了一种适用于任意非结构网格的有限体积/有限元法的混合算法用于求解多维半透明吸收、发射、散射性灰矩形介质内的辐射传递.该方法使用有限元法进行角度离散,有限体积法进行空间离散.与基于辐射传递离散坐标方程的方法不同的是,该方法在迭代求解的过程中,针对每一个空间体元,所有角度方向的辐射强度同时耦合求出.通过两个算例验证了该解法的正确性.     

DRESOR法对瞬态辐射传递问题的研究

用基于蒙特卡洛法(Monte Carlo Method,MCM)的DRESOR法(Distributions of Ratios of Energy Scattered by the medium Or Reflected by the boundary surface)求解入射辐射经过介质散射、壁面反射传递后辐射强度随时间变化的瞬态辐射传递方程(Transient RadiativeTransfer Equation,TRTE)问题。通过在系统内计算一单位瞬态入射辐射对介质的DRESOR数分布,就能计算任意时间内入射辐射在系统内时间响应特性,这样有效提高数值方法处理瞬态辐射问题的通用性。并且能够获得高方向分辨率的辐射强度随时间变化的结果,这是目前大多数数值处理方法比较难做到的,显示出了DRESOR法处理瞬态入射辐射问题的能力．     

DRESOR法对二维辐射传递问题研究

高方向辐射强度信息对一些逆问题非常有帮助,例如,在工业炉中用辐射成像技术重建二维/三维温度场.DRESOR法被发展用来在二维矩形各向同性/异性散射介质中求解辐射传递方程.用DRESOR法可以在矩形区域边界处可以计算得到辐射强度在半球立体角空间内6658个方向上的分布.用DRESOR法计算得到的无维辐射热流和有关文献用中离散坐标法、近似法及有限体积法计算得到的结果吻合得很好.从计算结果中可以观察边界上,特别是靠近发射源区域的辐射强度随方位角的变化情况.     

半透明梯度折射率介质内辐射熵传递方程及其数值模拟

在非相干辐射条件下,基于Planck光谱辐射熵强度定义,导出半透明梯度折射率介质内光谱辐射熵传递方程,以及局部辐射熵产率理论表达式.基于离散坐标法对辐射熵传递方程进行数值求解.以一维半透明梯度介质平板为例,对辐射熵方程及其算法进行验证.平板整体无因次辐射熵产的计算结果与宏观热力学定律的结果一致.     

具有漫反射边界一维灰性平行平板介质中辐射传递方程的求解

本文提出一种基于蒙特卡洛法(Monte Carlo Method, MCM)的新方法在具有漫反射边界一维灰性平行平板介质中求解辐射传递方程(Radiative Transfer Equation,RTE)。该方法能以较高的方向分辨率精确地计算任意点的辐射强度而不需要辐射能量平衡。验证结果显示了该方法的有效性和正确性。并且这种方法具有的一些特点,例如不同辐射源对辐射强度分布贡献的可加性和自动满足边界条件等,使得用该方法更容易处理复杂的辐射换热并行计算问题和复杂的边界条件问题。     

三维燃烧介质和壁面温度的非接触联合重建研究

温度分布在线实时测量对于燃烧过程优化和污染物控制具有重要意义, 针对以往非接触三维温度分布重建过程的耗时性问题和忽略壁面辐射的不足, 本文提出了一种新的离散重建模型, 用于三维吸收、 发射和散射性高温燃烧介质以及壁面温度的快速联合非接触测量. 该模型以四个CCD(Charge Coupled Device) 为测量传感器, 通过构建辐射逆问题求解方程, 从CCD输出的辐射投影图像重建温度分布. 介质中不同投影方向内的辐射传递过程通过离散传递法来描述, 介质的散射和壁面反射则通过离散坐标法来近似. 离散后计算局部辐射强度的病态方程通过最小二乘余量法来求解, 论文对其计算速度进行了优化. 通过非对称温度分布测量算例分析了该模型的有效性, 讨论了测量噪音、 介质和壁面辐射特性对重建精度的影响, 并与其他方法对比分析了模型的重建速度. 计算结果表明本文提出的离散模型可以有效地用于大型高温燃烧介质和壁面温度分布的联合非接触测量. 即使在有噪声的情况下, 该模型也能获得准确的测量结果, 与其他计算方法相比, 采用改进的最小二乘余量法, 能有效地提高温度分布的重建计算速度.     

矩形介质内辐射换热的有限元法

利用有限单元法离散求解辐射传递方程和能量控制方程.分别计算了边界为黑体和灰体条件下矩形吸收、发射、各向同性散射介质内的平均入射强度和温度分布,并同蒙特卡罗法(M-C法)计算结果进行了比较.     

求解辐射传递方程的离散坐标法

阐述了含吸收散射性介质三维空腔内辐射传递方程的离散坐标解法。讨论了入射散射项积分格式的选取,以及假散射和射线效应对解精度的影响。对三维矩形炉膛内辐射传递过程进行了数值模拟,并与区域法和离散传递法进行比较。比较结果表明离散坐标法具有较好的精度,是目前燃烧室内辐射传热过程数值模拟的一种较好的方法。     

基于微分单元的圆柱内辐射导热耦合传热分析

本文充分利用微分单元法不涉及积分、较为稳定、易于实施的特点,进行圆柱坐标系下辐射与导热耦合传热分析.在求解过程中,将热辐射的空间和角度耦合成三维计算域求解,实现空间和角度的高阶离散.针对具有强对流特性的辐射传递方程,采用一种迎风格式可有效抑制数值振荡,实现稳定计算.由于辐射边界条件与导热和对流边界条件不同,它是具有方向性的单向边界条件,且在边界处会存在强烈的间断性和奇异点.为了有效抑制间断并处理奇异点,本文提出双层间断节点方案.通过与文献中圆柱坐标系下辐射与导热耦合传热算例进行对比分析,发现微分单元模型在空间和角度方向上均能实现高分辨率刻画,获得较好的计算精度.     

非结构网格下非定常流场双时间步长的加权ENO-强紧致杂交高分辨率格式

针对三维非定常、可压缩流场的Navier-Stokes方程组,本文提出一种新的双时间步长高精度快速迭代格式。该格式在时间上具有二阶精度,在空间离散上不低于三阶。在对流项与粘性项的处理上,本格式分别采用了加权ENO-强紧致格式与紧致四阶精度格式的思想。几个典型算例的实践表明:计算结果与相关实验数据比较吻合,初步表明了该算法可以在非结构网格下具有高效率与高分辨率的特征。     

SIMPLE TECHNIQUES FOR DETERMINING THE SMALL-SIGNAL EQUIVALENT CIRCUIT OF MESFET’s

Simple techniques for determining the broadband small signal equivalent circuit (SSEC) of MESFETs are presented in this paper. The intrinsic elements are calculated using two-dimensional method from the Y parameters, which are obtained from the Fourier analysis of the device transient response to voltage-step perturbations at the drain and gate electrodes. Whereas, the parasitic external elements are determined by simple approximations used in transmission line modeling. In addition, a new technique is also proposed to determine the source and drain series resistances. A comparison of the SSEC of three different MESFETs technologies shows that the MESFETs on GaN and 4H-SiC are suitable for high power applications. The method used to determine the intrinsic elements is validated with simulated data obtained by Monte Carlo method.     

任意入射辐射条件下介质特性对瞬态辐射传递的影响

用基于Monte Carlo法的DRESOR法在平行平板系统内具有吸收、无发射介质中研究不同波形入射、壁面反射、介质散射率、光学厚度、各向异性散射等条件对瞬态辐射传递的影响.任意连续波形入射辐射是目前大多数数值方法很难处理的瞬态辐射问题,而DRESOR法通过在系统内计算一单位入射辐射能对介质的DRESOR数分布,就能计算任意连续波形入射辐射条件下高方向分辨率的瞬态辐射强度结果.DRESOR法和Monte Carlo法计算的结果进行了比较验证,两者吻合较好,证明了DRESOR法处理瞬态入射辐射问题的正确性和有效性.     

声速测量实验中压电接收端的声压随位置变化的规律

本文介绍了我们所研究的共振干涉接收端声压振幅方程以及用微机解此方程的数学计算方法。     

高速摄影测量的计算机辅助

本文以高速摄影测量为研究对象,介绍了利用计算机强大的辅助功能对高速测量过程模拟的方法.其中涉及高速摄影测量的数学建模、测量噪音的引入、测量数据处理等问题.并通过实际测量的计算机模拟进行验证,给出目标象点运动轨迹.     

电子枪发射系统的计算方法

提出一种混合计算方法,当电场精度较低时把电子的发射做为连续过程处理,当电场的精度较高时考虑电子发射的随机性.这种方法在保证计算准确性的前提下,较大程度地缩短了计算时间。     

利用阵列多信息对大区域地层电导率的反演

提出利用变形玻恩迭代方法将阵列多信息用于实际大区域地层反演的新方法。该区域是由复杂的过渡带和没受泥浆侵入的原状地层组成的。该方法基于非线性积分方程,用正则化方法求出电导率分布。在迭代过程中,数值模式匹配法用于求解感应的正演问题。一些数值模拟表明,利用阵列多信息能很好地对复杂地层进行成象,且成象结果与真实电导率剖面分布吻合得比较好。     

相关系数对伏安法测电阻不确定度的影响

本文在考虑电压和电流相关系数的影响下,给出了伏安法测电阻实验中待测电阻的不确定度表示。