基于非局域热平衡模式的临近空间目标背景临边对比度模型

对临近空间目标的空基/星载红外探测中的目标背景临边对比度问题进行物理建模,详细阐述对比度的定义和模型中的高层大气辐射问题.利用适于模拟高层大气辐射的非局域热平衡模式,结合探测器噪声假定,计算理想黑体目标的临边对比度并分析高层大气辐射特性对对比度的影响.模拟结果表明,在评估目标探测可行性时必须考虑探测器噪声的影响;在高层大气临边路径下水汽波段比大气窗区的可探测性更好,而目标本征辐射与大气临边吸收和背景辐射间的关系导致了对比度复杂的变化特征.

非局域热平衡理论下斯特林热机回热器温度场分布数值分析

如何获得较为准确的回热器温度场分布,一直是碟式太阳能斯特林热机研究中的热点问题。本文构建了基于非局域热平衡理论的三维多孔介质动量方程与能量方程,以数值模拟的方法,探讨了回热器长度和分层、入口速度、填充介质孔隙率、气体工质材料及填充丝网目数等因素对于斯特林发动机回热器温度场分布的影响规律。结果表明:金属丝网孔隙率和气体工质流动速度对于金属丝网回热器的换热性能影响较大,适当地延长回热器长度能有效提高回热器的换热性能。

中高层大气临边红外辐射的LTE与non-LTE模拟对比

利用战略高空辐亮度代码(Strategic high-altitude radiance code,SHARC)和通用大气辐射传输代码(Combined atmospheric radiative transfer,CART)模拟分析中高层大气临边红外辐射的算法适用范围.通过模拟结果的对比,初步验证了CART临边模式的有效性.模拟结果表明,在主要的红外波段上,至少45 km以下的平流层区域内临边红外辐亮度的计算都可以采取局域热力学平衡模式(Local thermodynamics equilibrium,LTE);不同的红外波段在不同的大气条件下,需要采用非局域热力学平衡模式(Non-local thermodynamics equilibrium,non-LTE)的高度不同,其中15μm波段在至少80 km的切点高度以下都可以使用LTE模式模拟,但是对于CO2 4.3μm带主导的3~5μm波段和O3 9.6μm带主导的8~12μm波段,在中间层的多数区域内就必须采用non-LTE模式.

干熄炉内传热和流体流动的数学模型

干熄焦工艺具有节能和环保双重效益 ,其基本原理是利用循环惰性气体冷却焦炭。根据多孔介质理论 ,采用非达西流和非局域热平衡方法 ,建立了干熄炉内流体流动和传热的数学模型 ,并采用基于非正交同位网格的 SIMPLE方法求解对流扩散方程。通过数值求解 ,得到了干熄炉内气体速度、压降以及气体和焦炭的温度分布规律 。

Ar辅助确定Al等离子体电子温度

用Ar气作保护气时 ,Nd :YAG脉冲激光烧蚀Al靶 ,将诱发Ar气电离 ,并产生丰富的Ar离子谱线辐射。文章根据Ar离子谱线辐射信息 ,分析了ArⅡ 385 0 5 7,ArⅡ 386 85 3,ArⅡ 4 0 4 2 91 ,ArⅡ 4 0 7 2 0 1nm等 4条谱线的时间分辨行为 ,计算了Al等离子体的电子温度。结果发现 :Al等离子体的电子温度约 1 5 0 0 0～2 2 0 0 0K ,随延迟时间的增加 。

动态黑洞的熵

黑洞熵来源于视界附近量子场的贡献 .按照这一想法 ,在局部热平衡的条件下 ,计算了Vaidya黑洞的熵 .结果比通常的稳态黑洞的熵稍小 .

不同版本HITRAN数据库对高层大气辐射传输影响特性分析

高分辨透射率谱线(HITRAN)数据库是构建各种大气辐射传输模式的基本参数,其分子谱线参数的改进,有助于提高大气辐射传输的计算精度。简述了最近几个版本的HITRAN数据库,比较7种大气分子(H2O、CO2、O3、CO、CH4、NO和OH)在不同版本HITRAN数据库中的红外波段谱线参数差异,计算了其在局域热平衡和非局域热平衡条件下的总内配分函数;利用高层大气辐射传输软件(SHARC),分析了不同HITRAN数据库对以上7种大气分子在2～40μm波段的光谱透射率和热辐射的影响特性。结果表明:在切线高度为30km处,0.5cm-1光谱分辨率条件下,不同HITRAN数据库在600～750cm-1,950～1150cm-1,3600～3800cm-1波段的平均透射率的相对偏差分别为0.23%,0.39%,0.34%,在单个波数上的最大相对偏差达16%;不同HITRAN数据库在550～750cm-1,1490～1690cm-1,3600～3800cm-1波段的积分辐射相对偏差分别为1.95%,1.65%,15.94%。HITRAN08数据库中的谱线参数最为准确,包含了许多分子弱谱线,对窄波带内高层大气的分子吸收和热辐射有一定影响。

辐射驱动内爆最大压缩时刻芯部状态的研究

辐射驱动内爆最大压缩时刻芯部的状态的研究是惯性约束聚变(ICF)研究中的核心的研究内容.芯部的状态是指温度和密度.利用Multi1D模拟的芯部温度和密度的空间分布,通过局域热平衡模型计算了芯部区域归一化的发射强度的空间分布,提出了芯部的温度和密度的空间分布满足高斯分布的假设,采用参数最优化算法,可以推断芯部的温度和密度空间分布的峰值和半高宽.SGⅢ原型装置上的内爆芯部发射实验处理结果表明,芯部的温度峰值为1.7keV,密度峰值为1.2g/cm3,温度和密度分布的半高宽分别为20μm和18μm.

采用双分布函数格子Boltzmann方法的直流氩等离子体流动与传热分析

本文采用双分布函数格子Boltzmann方法(DDF-LB)模拟了直流氩电弧等离子体中的流动与传热问题。针对非局域热平衡状态下热等离子体中的原子、离子和电子三种组分,推导给出了不同组分的格子Boltzmann方程,通过耦合迭代求解得到各组分的温度和速度分布。文中采用随温度变化的松弛时间用以提高数值计算的稳定性。通过将本文的计算结果与文献结果进行比较,验证了DDF-LB方法求解等离子体中能量输运问题的稳定性和数值精度。

时间分辨原子发射光谱诊断脉冲放电气体束等离子体

建成了一套脉冲放电气体束和原子发射光谱等离子体诊断实验装置,利用这套装置测量了不同放电条件下等离子体的时间分辨发射光谱,并采用玻尔兹曼作图法和Hα谱线斯塔克展宽法研究了等离子体的原子温度、离子温度和自由电子密度等参数的演化。实验结果表明,脉冲放电的总电量对等离子体参数的演化有较大影响;脉冲放电气体束等离子体中的离子温度远高于原子温度,自由电子密度相对较低,等离子体处于非局域热平衡状态。