基于蒙特卡洛算法的定日镜场的优化设计

针对定日镜场的优化设计问题,本文首先建立阴影挡光效率模型,结合蒙特卡洛与光线追踪法求解阴影遮挡效率;根据太阳高度角、太阳方位角求解余弦效率、法向直接辐射照度等,得出光学效率与定日镜场的输出热功率。其次,建立以单位面积定日镜输出热功率最大为目标的非线性目标规划模型。在给定相邻定日镜间距的范围内,求得定日镜场中每一圈层的定日镜数目与相邻定日镜的间距大小;采用Campo布置方法确定定日镜坐标,利用阴影挡光效率模型,当额定年平均输出热功率达到60 MW,求得吸收塔位置坐标(0, 0, 80),定日镜尺寸(宽 × 高)为(6 m × 6 m),安装高度为4 m,定日镜总数为2475面,定日镜场总面积为89,100 m2。利用Campo方法确定定日镜场中的定日镜排列方式,能够在简化定日镜场的条件下更为简单的求解定日镜的具体坐标。最后,保持额定功率不变,设计定日镜尺寸为(7 m × 7 m)、安装高度为4 m来达到更大单位面积输出热功率。

基于粒子群算法的定日镜场布局优化研究

针对定日镜场的优化设计问题展开讨论,旨在寻求最优布局以实现镜场平均光学效率的最大化。本文首先建立定日镜场的光学效率模型,并利用蒙特卡洛模拟计算集热器的截断效率;其次设计出“环形径向分层式”的布局方案,建立了平均输出热功率优化模型。同时,结合相关数据与背景,运用粒子群优化算法进行仿真模拟。基于此,为太阳能集热系统性能优化提供有效策略,有望推动可再生能源利用效率的提升。

Gangza太阳能均匀聚光集热器聚光性能仿真分析

太阳能的能流密度较低,不易利用,而太阳能聚光集热器能够将分散的太阳光聚集到一个较小的面积上,增强太阳光的能流密度,改善光热转换的效果,均匀聚光器是近年来提出的一种能实现较为均匀热流分布的聚光器。针对一种均匀聚光器,本文首先建立均匀聚光器模型,采用蒙特卡洛光线追踪法模拟光源特性;而后以获得的光源特性作为输入光源,通过TracePro软件模拟得到吸热管表面热流密度分布。研究结果表明,吸热管上部分区域的实际热流分布与目标热流分布存在差异。需要对聚光器上的部分区域进行优化,才能使吸热管呈现目标热流分布。

附着水滴光学窗口偏振成像特性研究

偏振成像技术作为一种前沿的成像技术,在近些年来发展迅速。相比于传统的成像技术,偏振成像技术在提供二维空间光强分布的基础上,增加了偏振维度的信息,提高了成像的准确度。本文对附着水滴光学窗口模型开展偏振成像特性的研究,用蒙特卡洛光线追踪法完成了数值模拟,用Stokes矢量记录偏振维的信息,分析了光源类型、水滴直径和水滴接触角对成像效果的影响规律,对提高成像质量具有重要意义。

附着水滴光学窗口矢量辐射传输特性研究

附着水滴光学窗口模型的辐射传输特性研究可应用于提高温室及光生物反应器等设备的能量利用率,而利用光线传输过程中的偏振维度信息获取偏振成像图片,可有效提高成像质量,对实现目标的高质量探测具有重要意义。本文对附着水滴光学窗口模型的矢量辐射传输展开研究:建立水滴随机分布的附着水滴光学窗口模型,然后采用蒙特卡洛法对光线进行追踪,通过统计出射面内的Stokes矢量,讨论了水滴折射率与水滴接触角对光线矢量辐射传输特性的影响。