李茂东
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曾彬
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杨麟
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赵军明
,
杜玉辉
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张辉
,
朱志平
材料保护
为了使工业锅炉安全运行,使用电化学交流阻抗法以及Tafel极化曲线法研究了在模拟的含氯离子低压工业锅炉炉水中硫酸根离子、碳酸氢根离子及钙离子对锅炉20碳钢水冷管壁腐蚀的影响.结果表明:炉水中的氯离子会促进碳钢的腐蚀;在有氯离子存在的情况下,加入硫酸根离子会使得碳钢腐蚀加剧,加入碳酸氢根离子在一定浓度范围内会促进碳钢的腐蚀,低浓度的钙离子也会促进碳钢的腐蚀,但当钙离子浓度较高时对碳钢的腐蚀有一定的抑制作用.
关键词:
水冷管壁
,
工业锅炉
,
腐蚀
,
锅炉水
,
各种阴离子
马春阳
,
赵军明
,
刘林华
,
姜宝成
工程热物理学报
微藻的辐射特性是研究微藻光捕获效率的非常重要的基本物性.小球藻细胞一般为非理想球形,存在内部结构,同时表面存在突起结构.本文基于随机高斯球模型对小球藻细胞形态进行建模,使用离散偶极子方法(DDA)对小球藻的光散射特性进行了模拟.分析了细胞核以及细胞粒径对散射特性的影响.结果表明:高斯随机球模型更接近小球藻的实际细胞形态,与理想的光滑球细胞模型相比,表面随机起伏的高斯随机球模型的散射相函数总体趋势与光滑球细胞模型相近,但其散射相函数后向部分更加平滑.在相同粒径下,考虑细胞核与忽略细胞核相比,前者的衰减截面显著大于后者,但吸收截面没有明显差别.
关键词:
高斯随机球模型
,
微藻
,
小球藻
,
光散射特性
赵军明
,
刘林华
工程热物理学报
偏振是电磁辐射的重要特性之一.考虑偏振效应的辐射传输的分析和计算需要基于以Stokes参量为传输变量的矢量辐射传输方程.由于考虑偏振效应时辐射换热计算要复杂得多,传统的辐射换热计算过程中一般忽略偏振效应.而完全忽略偏振效应对辐射换热的分析可能会引起较大的误差.本文通过数值求解矢量辐射传递方程,以平行光照射一维散射平板为例,研究由Mie散射相矩阵引起的偏振效应对辐射换热的影响.研究表明,入射光的偏振态和散射相矩阵的偏振效应是耦合在一起对辐射换热的分析产生影响的.当它们具有强的耦合作用时,即偏振态显著影响散射后的能量分配,将会引起基于标量辐射传输的辐射热流预测结果出现较大偏差.
关键词:
偏振
,
米氏散射
,
辐射换热
刘志远
,
赵军明
,
刘林华
工程热物理学报
泡沫金属是一类新型功能材料,特殊的多孔结构使其具备多种优良性能.泡沫金属的孔隙及支架尺寸根据不同的准备工艺可以达到微米至亚微米尺寸.对于具有微米尺寸孔隙结构的泡沫金属,其内部热辐射传输的分析需要考虑热辐射的波动相干效应.本文使用时域有限差分法(FDTD)研究了入射波长与孔径尺寸相当时单层及多层周期性立方体元胞泡沫铝的光谱等效衰减系数,分析了层数不同引起的等效衰减系数的尺寸效应.结果表明,等效衰减系数随层数的增加存在一个复杂的非线性关系,尺寸效应引起单层结构等效衰减系数与多层结构(20层)等效衰减系数的偏差达到约20％,但采用2层结构与多层结构(20层)等效衰减系数的偏差小于6％,随着层数的增加获得的等效衰减系数趋于稳定.FDTD计算所得的透过率的结果与经典多层介质的净辐射热量法获得的不同厚度泡沫铝的透过率预测结果吻合较好,说明将泡沫铝等效为半透明介质再利用经典辐射传递理论进行辐射换热的分析是可行的.
关键词:
微尺度泡沫金属
,
多层结构
,
FDTD
,
净辐射热量法
,
光谱等效衰减系数
刘剑
,
赵军明
,
刘林华
工程热物理学报
本文构建了开孔泡沫铝的简化几何模型,并利用有限积分法模拟了具有单层元胞结构的金属泡沫材料在线性极化平面波垂直入射情况下的透射率.基于菲涅耳-基尔霍夫衍射理论分析了孔隙率、孔径尺寸、材料厚度和骨架结构对金属泡沫材料辐射特性的影响.当尺度参数较大时,金属泡沫材料的固相支架结构满足良导体条件,宏观电磁屏蔽效应显著,金属泡沫材料呈现"非透明"性质.随着入射电磁波波长逐渐接近于孔径尺寸,散射效应越来越显著,金属泡沫材料的"半透明"性质开始显现,不同孔隙率的金属泡沫材料的透射率以相近的规律随波长变化.随着波长的进一步减小,衍射效应对于金属泡沫材料透射特性的影响逐渐占据主导地位,采用菲涅耳-基尔霍夫衍射理论可以较好地描述透射能流在孔隙结构内的分布.当衍射效应占据主导地位时,对于相同孔隙率金属泡沫材料,孔径尺寸对衍射光学行为影响不大,而材料厚度、孔隙率和骨架结构会显著影响金属泡沫材料的透射率.
关键词:
有限积分法
,
金属泡沫材料
,
透射率
,
衍射效应
裘俊
,
刘林华
,
赵军明
工程热物理学报
本文采用时域有限差分方法模拟了一维随机粗糙铝表面双向反射分布函数,分析了表面氧化膜厚度对双向反射分布函数的影响.研究结果表明,氧化膜对一维随机粗糙铝表面的双向反射分布特性有很大的影响.双向反射分布函数受入射波的偏振态影响,横电(TE)波产生的影响比横磁(TM)波更大.在TE波入射时会产生镜反射高峰值现象,但在TM波斜入射时会产生较强的倒反射现象.随机粗糙铝表面在不同的自相关长度(τ)条件下的 BRDF 的峰值均随着τ的增大而略微有所增大.
关键词:
时域有限差分法
,
双向反射分布函数
,
随机粗糙表面
,
铝
张文杰
,
赵军明
,
刘林华
工程热物理学报
泡沫金属结构的复杂性使导热-辐射耦合传热条件下有效导热系数的变化规律及影响机理分析变得极为困难.本文提出了一种结构简单且具有与泡沫金属相似几何和传热特性的圆管模型,对其导热-辐射耦合传热过程进行了相似性分析,导出了一组影响有效导热系数的相似准则数.将该组相似准则数应用于泡沫金属简化几何模型,研究了对泡沫金属内导热 辐射耦合传热过程的影响机理,并与圆管模型下的影响规律进行了对比验证.
关键词:
泡沫金属
,
耦合传热
,
相似分析
裘俊
,
刘林华
,
赵军明
工程热物理学报
本文主要采用时域有限差分（FDTD）方法计算了二维椭圆柱形光学黑洞的红外辐射特性。并且采用几何光学近似（GOA）对椭圆柱形的光学黑洞的光线入射轨迹进行分析和比较。研究结果表明，FDTD计算的光学黑洞内的能流分布结果与GOA计算的光学黑洞内的光线入射轨迹结果相吻合，椭圆柱形光学黑洞的红外辐射特性主要受折射率梯度和入射波长的影响。
关键词:
时域有限差分法
,
几何光学近似
,
椭圆柱形光学黑洞
,
折射率梯度
