水蒸气和CO_2混合气体辐射特性宽带k分布模型

针对水蒸气和二氧化碳混合气体辐射,建立了一种新的宽带k分布模型。从高温气体数据库HITEMP获取气体光谱辐射特性参数,用多项式拟合二氧化碳和水蒸气的吸收系数。用该模型计算不同温度与浓度下两无限大冷黑平板间充有N2-CO2-H2O混合气体时的壁面热流量,并与逐线计算、全光谱关联k分布模型和全光谱标定k分布模型的计算结果进行了比较。结果表明:该文提出的宽带k分布模型结果与逐线计算结果吻合较好,较全光谱关联k分布模型和全光谱标定k分布模型计算精度大大提高,且对于混合气体的处理相对简单。

气体与粒子混合物辐射特性宽带k分布模型

建立了一种新的宽带k分布模型,用多项式拟合了水蒸气和二氧化碳气体10个重要谱带的k分布吸收系数。粒子的吸收和散射在各宽谱带上近似为灰体。用该模型计算了气体混合物以及气体与粒子混合物的辐射热通量,并与逐线计算进行比较。结果表明,宽带k分布模型和逐线计算结果吻合很好。本文提出的宽带k分布模型及拟合关系式大大提高了气体辐射特性的计算精度和计算速度,且对混合物的处理简单易行。

气体宽带k分布模型及其在远程探测中的应用

计算高温气体辐射特性对尾喷焰的远程探测具有重要意义。引入普朗克函数加权求吸收系数k的几率分布函数,建立了一种新的计算气体辐射特性的宽带k分布模型。从高温气体数据库(HITEMP)读取吸收气体谱线特性参数,计算得到二氧化碳和水汽的k分布吸收系数。用多项式拟合了宽带k分布模型参数,混合气体的k分布吸收系数由单一气体k分布吸收系数直接相加得到。用该模型计算了某尾喷焰红外谱段和可见谱段的远程探测辐射强度,与逐线积分计算作了比较,结果表明:该宽带k分布模型和逐线计算结果的相对误差在7%以内,大大减少了气体辐射特性的计算时间。

二氧化碳气体辐射特性宽带k分布模型

建立了一种新的宽带k分布模型,从高温气体数据库HITEMP得到二氧化碳气体光谱辐射特性参数,用关联式拟合了其主要谱带的吸收系数。用该模型计算了二氧化碳的辐射热流,与逐线计算、统计窄带模型、窄带k分布模型和全光谱k分布模型作了比较,结果表明:对等温气体,提出的宽带k分布模型和逐线计算结果吻合很好,比全光谱k分布模型更准确。如果积分格式选取合适,宽带k分布模型比统计窄带模型精度高,和窄带k分布模型的精度相当。对灰壁面平板间的非等温气体,宽带k分布模型和逐线计算结果相比误差在10%左右,大大提高了气体辐射特性的计算精度和计算速度。

利用零差K分布模型参数识别乳腺肿瘤

目的探讨利用零差K分布模型进行超声组织定征的临床价值。方法利用零差K分布模型参数对恶性、良性乳腺肿瘤进行分析。首先,从43例乳腺肿瘤(包含乳腺纤维瘤以及乳腺浸润性导管癌)病例图像中选取出感兴趣区域进行分析。然后计算良性、恶性乳腺肿瘤区域的零差K分布标准化参数值βnorm,比较良性、恶性乳腺肿瘤所提取的βnorm值的差异。结果良恶性肿瘤的βnorm值存在显著差异。结论利用零差K分布模型的参数能有效地区分良性、恶性乳腺肿瘤,具有临床应用价值。

水蒸气有效带宽计算的宽带k分布模型

本文在计算吸收系数几率分布函数时引入普朗克函数加权,建立了一种新的宽带k分布模型.用该模型计算了水蒸气重要谱带的有效带宽.并与逐线计算、Edwards指数宽谱带模型和以前的一些宽带k分布模型作了比较.结果表明积分格式对结果影响不大.对2.7μm和1.87μm谱带,本文提出的宽带k分布模型和逐线计算结果吻合;对6.3μm谱带.最大相对误差大约为10%,比指数宽谱带模型和以前的宽带k分布模型更准确.

基于宽带k分布模型的气体重叠谱带发射率计算与分析

针对富氧燃烧方式下烟气中高浓度CO2和H2O混合气体发射率的计算难题,以宽带k分布模型为基础,建立了混合气体2.7μm重叠谱带改进模型。以某富氧燃煤电站锅炉为例,采用改进模型计算了混合气体在不同温度、不同路径长度下的发射率,并与逐线计算和2.7μm重叠谱带差值模型进行了对比分析。结果表明:在炉内主要烟温区,该改进模型与逐线计算结果吻合较好,与差值模型相比,计算精度有所提高,模型更为简单;混合气体发射率随路径长度的增大呈递增趋势,但变化幅度逐渐减小。

海杂波实测数据的改进K分布模型分析

鉴于目前最常用的K分布模型对各种海态下特别是低海态海杂波的统计特性拟合程度不高,提出了改进K分布模型.通过运用实测海杂波数据分析验证表明,改进K分布模型对于不同海态下海杂波模拟吻合程度更高,在对海杂波的统计特性分析和目标检测中具有一定优势.

宽带k分布模型用于亚声速飞行器尾焰探测

气体辐射特性计算在大气遥感和温室气体气候效应等研究中占有重要地位。利用工程经验公式计算尾喷焰流场的温度、浓度和压力分布,采用一种对应于12点Gauss-Lobatto积分点的k分布吸收系数可由简单的拟合多项式计算得到且混合物辐射特性处理简单的宽带k分布模型计算气体辐射特性,对亚声速飞行器尾喷焰在一些探测器工作谱带区间的远程探测辐射信号进行了模拟计算,并与逐线计算作了比较。结果表明:宽带k分布模型的计算结果和逐线计算相比误差较小,可用该模型对亚声速飞行器尾喷焰的远程探测进行计算。

舰用燃气轮机排气系统远程红外成像多尺度多线组宽带k分布模型数值仿真研究

针对现有的宽带k分布模型不适合温度和参与性组分比例剧烈变化的气体的辐射特性计算的问题,建立了多尺度多线组宽带k分布模型(MSMGWB),并针对舰用燃气轮机排气系统远程辐射特性计算面临的高温燃气与环境空气热力学参数,对MSMGWB模型的光谱吸收系数分组进行了优化。一系列一维气体辐射传输算例的计算结果表明:当高温燃气与低温空气的温度和水蒸气、二氧化碳、一氧化碳摩尔比差别巨大时,多尺度多线组宽带k分布模型对3~5μm波段气体辐射传输特性的预测精度远高于原始宽带k分布模型和窄带模型,并且与灰体固壁保持了很好的兼容性。最后,对不同相对风速下舰用燃气轮机引射排气系统的流场、固体温度场及其近、远距离红外成像进行了数值计算,结果表明:气体重力和燃气中的一氧化碳对其3~5μm波段红外成像的影响不能忽略。

高斯型求积方法对全光谱K分布模型精度的影响

为了探究求积方法和求积节点数对全光谱K分布模型计算精度的影响,利用全光谱K分布模型,结合离散坐标法,分别在不同的非灰气体工况下计算了一维平行平板间的辐射源项;同时用3种不同的高斯型求积方法(高斯–切比雪夫偶数阶求积方法、高斯–切比雪夫奇数阶求积方法以及高斯–勒让德求积方法)进行求解,并与逐线法的比较,分析了高斯型求积方法和求积节点数对全光谱K分布模型计算精度的影响。结果表明,全光谱K分布模型的计算精度并不是随着求积节点数的增加而提高,而是会产生一定的波动;该波动的影响可以通过增加求积节点数来降低,当求积节点数大于或等于16时,应用文中所提到的任何高斯型求积方法都会获得满意精度的解。

超声零差K分布模型仿真研究

目的零差K分布模型是最具有物理意义的超声背向散射信号包络统计分布模型,主要参数包括k(相干散射与弥漫散射的比值)和μ(有效散射子个数),但目前尚缺乏k、μ参数估计算法的系统对比研究,本文系统阐述零差K模型及其参数估算方法,并通过计算机仿真对比研究各类估算算法的性能。方法利用蒙特卡洛仿真产生独立同分布的超声背向散射信号包络样本,利用零差K模型参数估算算法对k和μ参数进行估计,包括偶数阶矩法(Dutt-Greenleaf法和Prager-Berman法)、小数阶矩法、RSK法和XU统计法;最后,进行10组仿真实验,每组进行1 000次仿真,对比分析各类估计算法的性能,包括排除次数、估算误差和运行时间等参数。结果 Dutt-Greenleaf法、Prager-Berman法、小数阶矩法、RSK法和XU统计法的平均排除次数分别为474、915、672、0、0;参数k平均估算误差分别为31. 2%、55. 8%、122. 2%、12. 8%、20. 6%;参数μ平均估算误差分别为23. 2%、41. 9%、16. 3%、6. 8%、3. 0%;平均运行时间分别为0. 72 s、0. 85 s、1. 38 s、298. 34 s、109. 53 s。结论在零差K分布模型参数估计方法中,(1) Dutt-Greenleaf法、Prager-Berman法和小数阶矩法的排除次数较高,RSK法和XU统计法基本无排除;(2) RSK法的k平均估算误差最小,XU统计法的μ平均估算误差最小;(3) Dutt-Greenleaf法、Prager-Berman法、小数阶矩法的平均运行时间远少于RSK法和XU统计法。

海杂波复合K分布模型的参数估计

海杂波幅度分布特性对雷达海面目标检测与识别、信号处理以及性能评估均有重要意义。在高分辨率雷达中,复合K分布模型对海杂波的实测数据具有很好的拟合效果。采用粒子群优化算法进行海杂波模型的参数估计,重点研究粒子群算法中的惯性权重和学习因子的选择以及边界问题的处理,并利用CSIR组织公布的雷达实测数据进行仿真,估计结果通过均方差检验评估参数估计效果,结果表明:粒子群优化算法具有良好的适应性和估计精度,验证了改进算法的有效性。

基于全光谱关联k分布模型的加压富氧燃烧烟气辐射特性研究

在加压富氧燃烧中,烟气介质的热辐射是炉膛中换热的主要形式之一。气体与粒子的非灰辐射特性导致辐射换热研究需要耗费过多的计算资源,加剧了燃烧、流动及传热多场耦合的难度,忽略气体与粒子非灰特性的双灰体假设模型的计算精度不能满足辐射传热研究要求。全光谱关联k分布模型(Full Spectrum Correlated k-distribution,FSCK)兼顾精度和效率,在非等温非均匀介质的辐射传热中具有很高的应用前景。本文在全光谱关联k分布模型的基础上,结合加压富氧燃烧下的烟气特性,构建适用于加压富氧燃烧气氛下的FSCK气体辐射模型及数据库,并将该模型下的辐射换热计算结果与逐线法及灰气体加权和模型进行比对,对加压富氧燃烧下气体介质的辐射换热特性进行研究;对于吸收散射性介质,将气体与粒子的非灰辐射特性参数进行归一化处理,结合气体FSCK模型与粒子Mie理论,建立了吸收散射性介质全光谱关联k分布计算模型,探究了加压富氧燃烧下包含飞灰颗粒的烟气辐射传热特性。

宽带k分布模型计算液体火箭尾焰辐射信号

快速计算火箭尾焰辐射信号对导弹的识别和跟踪具有重要意义。先利用工程经验公式计算得到尾焰的流场,采用宽带k分布模型计算液体火箭尾焰的辐射信号,并与逐线计算基准解比较,发现宽带k分布模型在探测器工作光谱区域内的相对计算误差基本都小于10%。利用该模型研究飞行参数对尾焰辐射信号的影响,计算结果表明:喷管出口温度、马赫数、非计算度增大,液体火箭尾焰的辐射强度增大;海拔高度升高,不同探测器工作光谱区域尾焰辐射强度变化趋势有所不同。

气粒混合物非灰辐射特性合并宽窄谱带K分布模型

气粒混合物辐射问题具有全场性、非灰性、耦合性等特点,准确预估高温燃气/粒子非灰辐射特性是非常重要的。本文将合并宽窄谱带K分布模础(CWNBCK)与离散坐标法(DOM)结合,开展了非灰气粒混合物辐射换热问题的模拟工作,分别验证了一维和三维情况下应用该模型的准确性,给出不同工况下的热流源项、壁面热流或辐射热流等。结果表明:该模型能够给出与SNB模型精度基本相同的结果,考虑其计算效率的提高,可以在工程实际中应用该模型计算非灰气粒混合物辐射换热。

宽带k分布模型与其他气体辐射特性计算模型精度比较

气体辐射特性计算模型的选择对于辐射热传递的计算至关重要。对采用宽带k分布模型和其它气体辐射特性计算模型计算的于两无限大平板间非等温气体辐射传递的精度进行了比较结果显示:宽带k分布模型与逐线计算结果吻合较好,比总体模型的计算精度高得多。计算结果说明:对于非等温介质,关联k假设在较大的光谱区间内相对有效,且能通过将单一气体的k分布吸收系数相加获得水蒸气和二氧化碳混合气体的k分布吸收系数的,该处理方法简单易行,宽带k分布模型很适合气体辐射换热问题的求解。

雷达海杂波K分布序列模型仿真ZMNL和SIRP方法比较分析

K分布序列模型是比较逼近真实海杂波特性的仿真模型,在海杂波仿真中应用广泛。而ZMNL和SIRP是产生海杂波随机序列常见的两种方法。本文介绍了ZMNL和SIRP两种方法产生海杂波随机序列的流程,然后对两种方法产生数据与真实海杂波数据的逼近程度进行了仿真。经过比较分析,相对于ZMNL法,SIRP法产生的海杂波数据在幅度分布和频谱特性更接近于真实数据,在计算速度允许的情况下优先选择SIRP法。

增压富氧燃烧烟气辐射特性宽带关联k模型

针对增压富氧燃烧方式下烟气中高浓度H2O和CO2混合气体的辐射换热问题,以改进的宽带关联k分布模型为基础,建立了CO2气体4.3μm多谱带合并带的分段处理模型,并与逐线计算和简化模型的计算结果进行对比,结果表明,随着压力的增大,该分段模型与逐线计算结果吻合较好,与简化模型相比,计算精度大大提高。针对电站燃煤锅炉采用富氧燃烧方式炉内H2O和CO2的生成状况,基于以上模型计算得出不同压力下H2O和CO2各谱带的吸收系数,并计算了不同温度和压力下混合气体的辐射强度和发射率,结果显示:在相同的压力下,混合气体的辐射强度和发射率随着温度的升高而升高;当压力由0.1MPa逐渐升至1.5MPa时,辐射强度和发射率逐渐增大,但二者的相对变化却逐渐减小。

富氧燃烧含灰烟气辐射特性的部分光谱k模型

针对煤粉在富氧燃烧方式下烟气为炭黑、飞灰、高浓度CO2和H2O蒸气混合物的辐射换热问题,建立了描述混合物非灰辐射特性的部分光谱k分布模型。为了验证模型的有效性,以文献中煤粉在富氧燃烧方式下烟气生成状况为例,采用该模型与离散坐标法相结合的方法,计算了一维无限大平行平板、单光谱行程和二维矩形封闭系统内混合物的辐射源项和壁面热流量,并与逐线计算、全光谱k分布模型和宽带k分布模型的计算结果进行了比较。结果表明:所提出的部分光谱k分布模型与逐线计算的结果吻合较好;与文献报道的两个模型相比,计算精度有所提高,因此适用于富氧燃烧方式下含灰烟气辐射特性的计算。