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多普勒漂移对超音速燃气流光辐射特性计算的影响

董士奎 , 贺志宏 , , 谈和平

工程热物理学报

分析了超音速射流由于高速相对运动产生多普勒谱线漂移效应对光辐射特性计算的影响.通过采用逐线计算法对不同环境压力、气流温度、气流速度条件下超音速燃气射流在不同的红外光谱区(2.7微米谱带和4.3微米谱带)光辐射谱带积分强度的计算结果比较表明:多普勒漂移效应受环境总压影响最大,压力越大多普勒漂移的影响越小;随着温度升高多普勒漂移效应的影响降低;随着相对速度的增加,多普勒漂移效应的影响多数情况下是增加的.

关键词: 多普勒频移 , 超音速气流 , 光谱辐射特性 , 逐线计算法

轮胎面定日镜焦平面处热流分布的数值模拟

袁远 , , 王雁鸣 , 谈和平

工程热物理学报

本文使用蒙特卡洛方法对新型轮胎面太阳能聚能器的焦面特性进行了数值模拟计算,计算了当入射面积增大时焦平面处的热流分布变化,之后计算了考虑太阳不平行度时,在不同的镜面指向误差、系统跟踪误差等因素的影响下,接收面积为1 m ×1m的聚能器在其焦平面处的热流分布变化.

关键词: 轮胎面定日镜 , 太阳能接收器 , 蒙特卡洛方法

太阳能电池陷光结构辐射特性研究

曹良丹 , 张旭升 , 杨果 , , 谈和平

工程热物理学报

本文分析了不同微结构、电池厚度对太阳能电池光损失的影响,提出了一种新的电池陷光结构。运用时域有限差分法(FDTD)仿真了该类太阳能电池陷光结构中光传输过程,获得了不同波源入射下陷光结构电池的储能特性和光捕获特性,优化设计了最佳陷光结构并分析了其光捕获性能。

关键词: 反射率 , 陷光结构 , 太阳能电池 , 量子效率

周期性微结构硅基表面辐射特性数值研究

, 刘林华 , 王雁鸣 , 谈和平

工程热物理学报

本文通过时域有限差分法求解 M-well 方程组,分析微结构表面与入射辐射间的相互作用,结合近场 - 远场辐射转换模型,获得了尺寸、温度和入射波长等参数对表面双向反射分布函数的影响规律,研究结果为热辐射的光谱和方向调控技术提供了数值基础.

关键词: 有限时域差分 , 表面辐射特性 , 微结构 , 热辐射 , 电磁波

尾喷焰红外辐射特性的小波压缩

王雁鸣 , 谈和平 , , 张昊春

工程热物理学报

本文针对发动机尾喷焰的目标红外特性开展谱分析研究.采用热流法求解辐射传输方程,获得尾喷焰表观红外辐射特性仿真数据,应用多尺度小波分解红外光谱获得小波压缩系数.考察了不同小波函数及小波尺度下红外特性光谱的压缩效果.研究结果表明,基于小波的尾喷焰红外辐射特性光谱数据压缩方法是可行的,尾喷焰红外光谱主要信息基本保留,变量维数压缩可达10倍以上.

关键词: 尾喷焰 , 红外特性 , 数据压缩 , 小波变换

平面近场辐射的单色效应和偏振态

, 车志钊 , 张昊春 , 江乐 , 谈和平

工程热物理学报

本文计算了平面内涨落电磁场产生的电磁能密度和两平行平面间的微纳米尺度辐射热流密度,分析了近场辐射中单色效应对辐射的影响,结果表明对于碳化硅(SiC),单色效应极大地提高了电磁能密度和近场辐射换热量,而对于铝(Al)则没有明显的单色效应.本文还分析了不同偏振态对热辐射的影响.针对SiC材料,在微纳米尺度范围内,电磁能密度和辐射换热量主要受p偏振的近场倏逝波的影响,而s偏振电磁波和p偏振的远场传播波对微纳米尺度下辐射总量的贡献可以忽略.

关键词: 热辐射 , 近场 , 单色效应 , 偏振

双向蒙特卡罗法模拟参与性介质中的辐射换热

, 董士奎 , 刘林华 , 谈和平

工程热物理学报

双向蒙特卡罗法继承了正向蒙特卡罗法和反向蒙特卡罗法两种方法的优势,不仅可以解决各种各向异性散射问题,还能简易直接地解决辐射能量的方向性和定位置问题.为了验证双向蒙特卡罗法模拟热辐射传递,与文献中其它方法计算结果进行了比较.最后,利用双向蒙特卡罗法模拟计算圆柱形参与性介质中的辐射换热.

关键词: 热辐射传递 , 蒙特卡罗法 , 参与性介质 , 辐射传递系数 , 散射

螺旋盘管腔式太阳能吸热器的热力耦合特性

于春亮 , 王幸智 , 王富强 , , 谈和平

工程热物理学报

螺旋盘管腔式吸热器在塔式和碟式太阳能热利用中都有广泛的应用。聚集热流的非均匀性导致吸热器内产生温度梯度,从而在管内产生热应力,导致吸热管变形,而当温度梯度足够大时,热应力会导致吸热管破坏,严重影响吸热器的寿命。本文以四种气体工质为传热介质,基于CFD分析得到气体在吸热器中的管内流动情况及管壁的温度场分布,再将管壁得到的温度场直接加载到热应力分析模型中得到螺旋管的热应力分布。

关键词: 螺旋管 , 吸热器 , 温度场 , 热应力

光栅/薄膜纳米结构磁极化激发特性分析

, 赵博 , 张卓敏 , 谈和平

工程热物理学报

本文采用严格耦合波法(RCWA)分析了光栅/薄膜结构磁极化激发特性,研究了二维光栅结构与三维光栅结构对TPV辐射器光谱选择特性的影响,考察了金属材料、入射角、偏振特性、光栅尺寸等参数对光谱发射率的影响,获得了几何参数和物性参数对磁极化激元的激发规律.这种纳米结构对太阳能电池、热光伏设备和辐射发射器具有重要的应用价值.

关键词: 辐射换热 , 辐射器 , 光栅结构 , 磁极化 , TPV

复杂地表场景生成中太阳辐射模拟方法

, 卿恒新 , 杜以强 , 谈和平

工程热物理学报

复杂自然地表场景温度场模拟是遥感成像仿真的非常重要一环.本文分析了主要的影响因素--太阳辐射,建立了计算复杂地表入射太阳辐射总能量的理沦模型,重点分析了地形的遮挡效应,用Monte-Carlo法计算实现,提出了相关长度的概念,使计算效率提高了 3~30倍,精度保持不变.

关键词: 太阳辐射 , 地形复杂性 , 蒙特卡洛法 , 遮挡效应

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