三维湍流回流气相和煤粉燃烧辐射传热离散坐标模型和热流模型比较

:针对空腔内纯三维辐射传热和大速差射流燃烧室内三维湍流回流气体燃烧和煤粉燃烧 ,对其中辐射传热分别采用离散坐标模型和热流模型进行了分析与比较。模拟结果表明 ,两种模型所得到的温度分布在趋势上类似 ,而在定量上有差别。对纯辐射传热模拟 ,与区域法的精确数据对比表明 ,离散坐标模型的结果更合理。对燃烧的模拟结果是 ,离散坐标模型所得的气体温度要高于热流模型的相应值 ,亦即热流法低估了气体温度和壁面热流。二者所得到的速度场差别不大 ,计算时间大体相仿。这表明 ,今后四角喷燃炉内流动和煤粉燃烧的模拟应当采用离散坐标辐射传热模型。

宽带关联k模型与离散坐标法相结合的富氧燃烧烟气辐射特性研究

针对富氧燃烧方式下由高体积分数水蒸气和CO2混合构成的烟气辐射传热难题,推导出描述非灰气体辐射特性的宽带关联k分布模型与离散坐标法相结合的计算公式.以文献中O2/CO2燃烧方式下炉内水蒸气和CO2的生成为例,采用宽带关联k分布模型计算了不同算例下混合气体的辐射强度和壁面热流量,并与统计窄谱带模型、全光谱关联k分布模型以及灰体加权和模型的计算结果进行了比较.结果表明:宽带关联k分布模型与统计窄带模型的计算结果吻合较好;与文献中的两个模型进行了对比,其计算精度有所提高,并且对混合气体的处理更加简便灵活,适用于O2/CO2燃烧方式下烟气辐射特性的计算.

燃烧过程辐射换热离散坐标模型的应用

对离散坐标(DO)辐射传热模型分别在长方体空间和旋流燃烧室内进行了验证与应用。长方体空间的计算结果表明:DO模型的纯辐射传热预报结果比六热流(SHF)模型准确,与计算精确的区域法的计算结果吻合较好,而SHF模型的预报结果却有较大的误差。对于旋流燃烧室内温度场的模拟预报也表明,DO模型的计算结果和实验值相吻合,明显高于用SHF模型计算所得的温度值。另外,DO模型在计算时间和边界处理等方面比区域法优越;在收敛速度和计算准确度等方面也比工程常用的六通量模型优越。

基于离散坐标法的辐射模型研究

在分解温度以下的辐射气体,其吸收系数随着波长有剧烈的变化,因此在计算中考虑气体的非灰辐射特性是非常必要的,加权灰气体和模型是一种相对比较简单的考虑气体的非灰特性的模型。本文采用离散坐标法和加权灰气体和模型结合计算了三维固定空间内气体辐射,并以统计窄谱带模型的结果为基准,检验了几种加权灰气体和模型的精度。同时研究了不同离散坐标方式对WSGGM模型计算精确性和计算效率的影响。

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。

贴体坐标系下离散坐标法计算尾喷焰辐射特性

在计算尾喷焰燃气组分、辐射物性的基础上,用贴体坐标系下的离散坐标法(DOM),研究了不同工况下尾喷焰的红外光谱辐射特性随飞行高度的变化特征,分析了介质的辐射物性对尾喷焰辐射特性的影响. 研究结果表明: 尾喷焰的辐射物性对尾喷焰辐射传输计算有很大的影响;在所考虑的工况下,与喷焰轴向垂直的方向上光谱辐射最强.

WSGGM结合离散坐标法研究非灰气体辐射换热问题

推导了描述非灰气体辐射特性的灰气体加权和模型 (WSGGM)与离散坐标法结合的公式 ,通过数值模拟以及与段法的比较 ,表明在WSGGM参数相同的情况下 ,所推导的方法与段法的结果相吻合 ,这证明将WSGGM引入离散坐标法能成功地用于模拟非灰气体辐射问题·不同WSGGM参数对计算结果和计算时间都有影响 ,可根据具体场合和精度要求选择使用WSGGM参数·该法容易实现辐射场与流场的耦合求解 ,因此是研究非灰气体辐射换热的一种实用的方法·

用改进的离散坐标法计算炉内三维辐射传热

采用离散坐标法进行炉内三维辐射传热的计算 ,首先在正方体炉膛内验证了该法的精确性 ,计算结果与区域法进行比较 ,表明离散坐标法算法可靠 ,计算工作量小 ,适合于炉内辐射传热的计算。然后针对长方体炉膛计算了吸收 -发射 -散射介质的传热问题 ,表明传统的离散坐标法不适合计算具有复杂相函数曲线的辐射传热问题 ,因此采用改进的离散坐标法 ,并得到了合理的结果。最后 ,对于煤粉燃烧炉膛将辐射传热问题和炉内流动、燃烧过程耦合起来进行计算 。

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.

基于大地坐标系的球面大气辐射传输模型

为了解决大地坐标系中的大气辐射传输计算问题,提出了TOG模型。首先,建立了球面大气模型,依据目标和观察者的大地坐标、观察日期和时间给出了观察天顶角和方位角、太阳天顶角和方位角的计算方法。然后,提出了分层迭代算法计算球面大气中的物质吸收量。采用孤立层和累加法解算了球面大气的上行辐射亮度。利用TOG模型计算分析了两个红外波段内大气的辐射传输特性,并使用MODIS的测量结果对TOG模型进行了校验,结果表明相对差异小于5%。

辐射换热球面微元对称等分离散坐标法

基于优化计算几何原理 ,提出了球面微元对称等分 (sphericalsurfacesymmetricalequaldividing ,SSDN)离散坐标方法 .经双动量矩检验计算及有精确解的辐射换热计算 ,与传统的、精度较高的几种方法相比 ,SSDN 的精度较高 ,某些N取值的SSDN 方法精度甚至高于SN 方法 .关于计算迭代次数的比较表明 ,SSDN

用离散坐标法计算炉膛火焰辐射能成像

根据真实CCD照相机性能参数,发展了一种较为严格的炉膛火焰辐射能成像的计算方法,并分析了其镜头尺寸对火焰图像的影响,数值模拟表明应将其物距调整为大于炉膛尺寸。

用离散坐标法计算任意方向辐射强度(Ⅰ):原理

针对目前所提出的各种离散坐标格式中的离散方向大都是固定的 ,不能任意调节 ,因而无法满足一些工程辐射问题的需要的问题 ,在“带无穷小加权离散坐标格式”的基础上 ,提出了一种离散坐标方法来计算任意方向上的辐射强度 .同时 ,提出了带微小控制角有限体积法的概念 .

基于微波植被离散散射模型的小麦双站散射和辐射特征研究

J.M.Stile于1996年提出了草类植被的一阶离散相干散射模型,模型虽然从双站散射的角度出发,但是Stile仅对模型的后向散射形式进行了详细的讨论。本文的研究重点是该模型的双站散射形式,首先经过公式推导得到了双站散射模型的具体表达式,然后通过能量守恒定律发展了基于该草类植被散射模型的辐射模型,最后模拟了小麦的双站散射系数和亮度温度,并对模拟结果进行了分析。

用离散坐标法计算任意方向辐射强度(Ⅱ):验证

为验证提出的离散坐标算法 ,采用了一个带内热源的平行平板测试问题和两个二维吸收 各向同性散射测试问题 .数值试验表明本方法能够以较少的离散方向和较短的计算时间来获得具有比较精确的任意方向上的辐射强度 .

三维离散传播辐射模型的理论及数值分析

本文比较详细地阐述了三维离散传播热辐射模型的理论，并且编制了相应的数值模拟程序；运用该程序对三维立方腔体中的两种辐射传热问题进行了数值模拟，所得模拟结果与精确解吻合较好，这表明三维离散传播热辐射模型是目前解决辐射问题中热流量和温度分布的一种较好的方法。

采用离散坐标法计算一维平行入射辐射问题

针对离散坐标法难以应用于平行入射辐射的问题 ,提出了一种简单有效的方法 :在原有的离散坐标系列中 ,直接添加一个与平行入射辐射的方向重合的离散方向 ,并将该离散方向的加权取得极其微小 (例如 1×1 0 -2 0 0 ) .这一新的离散方向对于离散坐标系列的各阶矩方程没有任何影响 ,因此可以任意地设置 .这样无论平行入射辐射来自哪个方向 ,都可以被准确地捕捉到 .并采用一个一维大气辐射问题对本方法进行了检验 ,计算结果与精确解吻合 .

Chebyshev配置点谱方法直接求解离散坐标辐射传递方程

针对三维长方形炉内具有吸收-发射介质的辐射换热,基于Chebyshev配置点谱方法和Schur分解开发了直接求解辐射离散坐标方程的求解器。针对离散后所得到的三维矩阵方程,分别用两种方法进行求解,一种是用张量积将三维转变成二维然后直接用Schur分解求解;另一种是自行开发三维Schur分解直接求解。数值实验表明,在相同的输入参数下,新求解器具有很好的精度,尤其相比于标准离散坐标法,新求解器能节省大量计算时间。特别是基于三维Schur分解的直接求解器,在相同的输入参数下,计算时间只有标准离散坐标法的10%～1%。

辐射离散坐标法在柱形炉膛中的辐射传热计算

利用离散坐标法对圆柱形炉膛辐射传热进行了计算,结果与计算精确的区域法的计算结果符合较好;同时又利用离散坐标法和热流法对旋流燃烧室温度场进行比较计算,结果表明:离散坐标法计算结果与文献中实验结果符合较好;离散坐标法具有较好计算精度,可应用旋流燃烧辐射计算中.

用离散坐标法求解矩形炉内三维辐射换热

叙述了有介质参与的三维空腔内辐射换热的离散坐标解法,并编制程序对三维矩形炉膛内辐射换热进行了数值模拟,计算结果与区域法吻合,是炉内辐射传热数值模拟的一种较好方法。最后展望并指出求解辐射传递方程的离散坐标法在非正交坐标系下应用的重要性。