炉膛辐射换热计算的一种改进的离散传递法

在Lockwood和Shah于1981年提出的离散传递法中,求解沿特征射线的辐射传递方程时没有将入射散射项计入。基于作者最近提出的带微小加权离散坐标格式,文中提出了一种改进的离散传递法:首先采用一个常规离散坐标系列来求解辐射强度场,然后再由此强度场向特征射线的辐射传递方程提供源函数(包括入射散射项)。这样,改进的离散传递法就可以处理有散射的多维辐射问题。最后采用2个二维测试问题对这一方法进行了验证,证明该法能适用于任何场合。

降维后的离散传递法及其在煤粉火焰传热中的应用

针对具有二维特征的辐射传热问题 ,介绍了一种降维方法。用经过降维处理的离散传递法 ( DTM)对含有吸收、发射性介质的圆管形腔体和煤粉火焰的辐射传热进行数值计算 ,并与按三维辐射计算的结果和试验数据进行比较 ,结果符合很好。这表明 :用降维后的离散传递法描述煤粉火焰的辐射传热过程是可行和精确的。图 6表 1参

蒙特卡洛法、离散传递法中的假散射与射线效应

本文构造了激光平行入射二维半透明介质的物理模型,研究了蒙特卡洛法、离散传递法中的假散射。通过分析 边界净热流研究了蒙特卡洛法、离散传递法中的射线效应。计算分析表明:蒙特卡洛法、离散传递法不存在假散射。蒙特 卡洛法不存在射线效应,离散传递法存在射线效应。在离散传递法中,随着射线数的增加,射线效应逐渐减少。

用离散传递法求解辐射全交换面积

用离散传递法计算辐射换热量 ,然后反算求解辐射全交换面积 ,计算过程方便可行 利用降维后的离散传递法计算了二维封闭体系的辐射全交换面积 ,与基本算法计算结果的比较表明该算法能够在保证计算精度的前提下大幅度减少所耗机时 ,同时计算结果很好地满足了全交换面积的互换性和完整性原则 。

利用离散传递法求解三维辐射换热

本文利用离散传递法计算了三维密闭立方体及锅炉炉膛内的辐射换热过程.分别与经典区域法的计算结果和试验测试结果进行了比较.结果表明,对三维密闭立方体来讲,本文的计算结果已接近区域法的计算结果,炉内换热的计算结果也和试验结果在定性上基本一致.

飞行器后机身蒙皮红外辐射特性(英文)

随着红外探测和红外制导技术的迅猛发展,飞行器的生存力受到越来越大的威胁,如何降低飞行器的红外辐射特征成为提高隐身能力的关键技术之一,排气系统是飞行器后半球的主要红外辐射源。为了研究飞行器后机身蒙皮的红外辐射特性,针对飞行器的后机身蒙皮,结合涡扇发动机引射喷管的CFD计算,采用离散传递法计算了典型作战飞行器在8～14μm波段的红外辐射强度分布。在红外计算过程中,考虑了发动机固体壁面的发射和反射,飞机蒙皮的发射,燃气内CO2、H2O和CO的吸收与发射作用;并通过冷却、隔热等措施降低后机身发动机热影响区蒙皮的温度对红外辐射特征的影响进行了研究。计算结果表明:后机身发动机热影响区温度降低70 K,在红外探测的主要威胁方位头向5°范围内可以降低整机红外辐射强度9.1%,30°可以降低15.4%,60°可以降低17.5%,在正下方90°,可以降低18.9%;在此基础上采用低反射率可以在各个方向上进一步降低飞机的红外辐射强度,除了正后向及附近排气系统喷管腔体影响强烈扇区间以外,都能降低到20%以内。计算结果和方法为飞行器红外隐身设计提供了有益参考。

发动机背负式安装无人机的排气系统红外特征的计算研究

用数值模拟的方法研究了对发动机背负式安装的无人机排气系统的红外辐射特征．排气系统的流场采用商业软件计算，红外辐射特征采用根据离散传递法自行发展的程序进行计算，研究了排气系统在3～5μm波段红外辐射强度的空间分布．在红外辐射计算过程中，考虑了喷管内壁的发射和反射、燃气组分CO2、H2O和CO的吸收-发射、后机身结构的遮挡以及大气吸收等影响．结果表明；通过发动机的背负式安装、尾喷口的下遮挡设计及其相对机身的内缩可使排气系统在下半球的红外辐射强度明显降低，但由此也造成了上半球的辐射强度有所增强；大气对该无人机排气系统前半球红外辐射的吸收明显强于后半球．

无人机红外辐射特性计算与分析

将高精度的CFD技术和红外离散传递法相结合,建立了一套基于纳维-斯托克斯(N-S)方程和光谱辐射强度方程相结合的无人机红外辐射的数值模拟方法。采用CFD方法开展了某无人机蒙皮气动加热性能、发动机排气系统的温度和组分摩尔浓度分布计算,结合离散传递法开展红外探测敏感波段下蒙皮、尾喷口和尾喷焰三个主要辐射源的红外信号特性综合分析,研究了不同红外参数变化下全机外形特征、发动机喷管构型和尾喷焰流场分布对红外辐射贡献的影响,获得了一些可以指导无人机红外隐身设计有价值的结论。

飞机发动机排气系统红外辐射强度数值仿真

针对发动机排气系统的红外辐射特性的研究,以飞机发动机排气系统流场数值计算数据为基础,考虑燃气主要成分H2O、CO2的吸收和发射影响,利用离散传递法求解非均匀介质中辐射传输方程,对喷管热空腔辐射、喷气流辐射和热空腔-喷气流组合辐射在2.667-5μm波长范围内的红外辐射强度进行数值仿真,计算所得的红外辐射强度与实测结果一致,并证明采用的计算方法和开发的计算程序的正确性,具有工程应用价值。

航空发动机排气喷管红外辐射特征数值研究

红外隐身技术对提高未来战机战场生存力具有重要意义,发动机排气系统是飞机后半球的主要红外辐射源。为了研究涡扇发动机排气喷管的红外辐射特性,采用与成熟商用CFD软件相结合的策略,基于离散传递方法,自主开发航空发动机排气系统红外辐射特征数值计算软件。提出一种射线行程追踪方法,用来提高软件计算效率和模拟精度;最后用该软件对某型涡扇发动机排气系统收缩喷管及两种采用不同红外抑制措施的喷管进行数值模拟研究。结果表明:相对于传统的收缩喷管,二元喷管能够在绝大部分探测方向上有效降低喷管的红外辐射,引射喷管可在大角度探测方向上起到显著的红外隐身效果。

涡扇发动机引射喷管的红外辐射特性数值研究

红外隐身技术对提高未来战机战场生存力具有重要意义,发动机排气系统是飞机后半球的主要红外辐射源。为了研究涡扇发动机引射喷管的红外辐射特性,结合引射喷管的CFD计算,采用离散传递法计算红外辐射强度,研究了普通引射喷管以及带5°下倾角的引射喷管后半球3～5μm以及8～14μm波段的红外辐射强度空间分布规律,并与相似尺寸的涡扇/涡喷发动机收缩喷管进行比较。结果表明:在探测角度较大时,涡扇发动机引射喷管的红外辐射强度较收缩喷管小20%左右;引射喷管结构上的非对称性导致红外辐射强度角向分布也呈现非对称性特征;8～14μm波段与3～5μm波段的红外辐射空间分布规律基本相同,但辐射能量小40%左右。

双S弯喷管流动特性及红外辐射特性分析

基于分区控制技术，发展了型面易控的双s弯喷管型面设计方法，用CFD数值模拟技术，对双s弯喷管的流动特性进行了数值模拟．采用信息通道界面（MPI）并行算法编写了基于离散传递法的红外辐射特性计算程序，对双S弯喷管红外辐射特性进行了计算，并与具有相同进出口面积的轴对称收缩喷管的红外辐射特性进行了对比．研究表明：双s弯喷管宽边探测面红外辐射强度低于窄边探测面红外辐射强度，最大幅度为800o；与轴对称收缩喷管相比，双s弯喷管红外辐射强度明显降低，尤其在宽边探测面的30°～40°探测方向上，比轴对称收缩喷管的红外辐射强度低大约30％．

月球探测器发动机羽流辐射热流计算

火箭发动机羽流的辐射的计算需要求解气体介质的辐射传递方程(RTE).计算模型中基于单线组(SLG)模型考虑气体组分的光谱特性,并采用离散传递法(DTM)求解RTE,对波长积分得到辐射热流密度.通过对圆柱高温CO2气团辐射热流计算来验证计算程序,然后在流场计算的基础上,计算了月球探测器主发动机和姿控发动机羽流对各部位和仪器的辐射热流密度,根据对不同工况计算结果的分析为探测器的设计提供参考.

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.

通用技术与设备

Y2002-63198-1461 0322012一种应用于磁悬浮系统中具有悬空电容器的软交换高压激励城市功率滤波器=A soft-switching high-voltageactive power filter with flying capacitors for urban maglevsystem applications[会,英]/Song,B.M.& Lai,J.s.//2001 IEEE Industry Applications Conference,Vol.3 of 4.—1461～1468(ME)