蒙特卡洛法求二维矩形散射性介质内的辐射传递

引入辐射传递因子RDij的概念，由于该因子与温度的关系较小，因此可以将蒙特卡洛法模拟与温度场的迭代求解分开来进行。建立任意几何形状条件下蒙特卡洛法求解辐射传递因子的计算模型，并对二维矩形黑体及灰体壁面条件下的纯散射灰介质内辐射传递问题进行了模拟计算。其中，黑体壁面计算结果与文献[5,6]的结果吻合较好。另外，计算了二维矩形灰体壁面、灰体吸收散射性介质内的温度场及壁面热流分布，其结果可以供比较参考。     

粗糙大粒子散射相函数的研究

散射是粒子重要的辐射特性之一 ,而散射相函数反映的是入射能量经粒子散射后在方向上的分布 ,所以它是反映粒子辐射特性的重要参数。目前已经有很多人用几何光学的方法计算了大粒子的散射相函数 ,但大多数只考虑了镜反射和镜折射的情况 ,而实际粒子的表面是粗糙的 ,本文试图在一些必要的假设前提下 ,利用经典的电磁波理论中的结论对粗糙大粒子的相函数进行求解     

燃烧产物辐射特性的误差对炉内辐射传热计算精度的影响

本文用离散坐标法对含吸收散射性介质矩形空腔内的３维辐射传递过程进行了模拟，并编写了相应的数值计算程序。利用该程序分析了介质的吸收系数、散射系数、相函数、光谱特性及壁面灰渣沉积层黑度的不确定性对矩形燃烧室内烟气温度及热流计算精度的影响。结果表明计算精度很大程度上取决于燃烧产物辐射特性的取值精度，特别是壁面灰渣沉积层黑度的取值精度。在煤粉燃烧室中，介质的散射不宜忽略。     

各向异性散射介质的辐射传热分析

利用Ｍｏｎｔｅ－ＣａｒｌｏＺｏｎｅ相结合的数值计算方法（简称ＭＣＺ方法）分析各向同性和各向异性散射介质的辐射换热。为了便于对照,本文选取了一维平板系统,利用编程序对各向同性散射吸收介质和线性相函数各向异性纯散射介质的半球透射率和半球反射率以及线性相函数各向异性散射吸收介质的平板中辐射传热分别进行了计算,获得了较好的结论。     

炉内辐射换热过程的有限体积法

简要分析了含吸收散射性介质的三维空腔内辐射传递方程的有限体积法求解过程,应用该方法对四角切圆炉膛内的辐射换热过程进行模拟计算,得出了炉膛内温度分布,并将计算结果与实测值进行了比较。通过数值计算表明：有限体积法计算速度快,对不规则边界适应性强,具有很高的工程可用性。     

处理辐射传热的一个新热流数学模型

本文从处理辐射传热的基本理论出发，给出了一个包含与辐射发射随机方向性有关的比热流参数的新热流模型。该模型克服了原热流模型在理论简化上的缺陷，能够更好地反映炉内的实际情况。同时给出了用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法求解比热流参数的计算程序。最后用该模型求解了实验室用马弗炉内的温度分布，同时用原热流法对该高温炉的温度分布进行了计算，与实验结果相比较，新热流方程明显优于原热流方程。     

DRESOR法对含有边界的一维各向异性散射介质辐射传递方程的求解

通过DRESOR(d istribu tions of ratios of energy scattered or reflected)法求解一维黑体边界发射、介质各向异性散射的辐射传递问题,与理论解、辐射元法、蒙特卡洛方法和有限体积法的计算结果进行比较,验证了该方法计算的准确性;同时,对DRESOR法给出的高方向分辨率的辐射强度进行了分析。计算了带有漫反射边界介质具有吸收、发射、各向异性散射特性的辐射传递问题,对不同工况下的辐射强度和辐射热流进行了比较分析。     

燃烧室内三维温度场的辐射反问题

本文提出了一种在介质辐射特性已知的条件下,由壁面入射辐射热流的测量值反演燃烧室内三维温度场的方法。该方法是在辐射传递方程离散坐标近似的基础上,用求目标函数极小值的共轭梯度法进行反演计算。通过对吸收系数、散射不对称因子、反照率、壁面黑度和燃烧室大小尺寸等参数对反演精度影响的分析,结果表明,即使存在随机测量误差,这些参数对温度场反演精度的影响也不大,本文所提出的方法可较精确地反演燃烧室内三维温度场。     

高温宽粒径氧化铝颗粒辐射特性研究

基于Mie散射理论研究了温度分布为400～1 000℃,粒径分布为0.1～20.0 mm的单个氧化铝颗粒的辐射特性参数。研究发现,当温度处于400～1 000℃时,直径为3.0 mm的氧化铝颗粒已基本满足大粒子辐射特性,而0.1～3.0 mm的氧化铝颗粒衰减效率因子、散射效率因子、吸收效率因子随粒径的增加而急剧衰减,散射反照率随粒径的增加而急剧增加。基于最小二乘法对温度分布为400～1 000℃,粒径分布为0.1～3.0 mm的氧化铝颗粒辐射特性效率因子进行拟合,拟合优度达到0.999以上,表明可以利用此非线性回归方程对此温阈、粒阈氧化铝颗粒辐射特性效率因子进行较精确的计算。     

偏振度对均匀折射率介质内矢量辐射传输过程中辐射熵产的影响

在半透明均匀折射率介质内矢量辐射传输过程中辐射熵传递方程及其数值模拟方法的基础上,研究了偏振度对矢量辐射传输过程中辐射熵产的影响。均匀折射率介质内辐射光束的起偏和改偏通过相距阵实现。计算结果表明:由介质内吸收发射过程的不可逆性产生的光谱辐射熵产数随着偏振度增加而减小,而由介质散射过程的不可逆性产生的光谱辐射熵产数随着偏振度增加而增加;偏振度对介质内的光谱辐射熵强度的影响很大,若不考虑偏振,光谱辐射熵强度的相对误差最大可达到18.04%;在整个系统中,光谱辐射熵产数满足热力学第二定律。