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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.

CSP辊底加热炉供煤气量随坯厚、坯温变化规律的模拟研究

研究了CSP辊底加热炉内的传热过程及其规律.采用数值模拟的方法,在进行合理简化后,建立总能量平衡基础上的炉内热过程数学模型,其中辐射传递方程的求解采用离散坐标法.自主开发了该炉型的通用热过程模拟软件,采集包钢CSP薄板坯连铸连轧厂的生产数据进行验证计算,计算所得钢坯温度与实际温度的相对误差小于1%,表明该模型假设合理,建模正确;该软件能够应用于该类型加热炉的设计、管理和研究等领域,为确定CSP生产线高拉速(提高入炉坯温)、多钢种的生产工艺参数创造了条件.

关键词: 数学模型 , 辐射传热 , 离散坐标法 , 加热炉

气粒混合物非灰辐射特性合并宽窄谱带K分布模型

董士奎 , 刘洪芝 , 马宇 , 谈和平

工程热物理学报

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分布模型（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。

关键词: 气粒混合物 , 合并宽窄谱带K分布模型 , 离散坐标法 , 壁面热流 , 辐射源项

微生物碳捕获电池阴极室CO2捕获速率的计算

姚森 , 何雅玲 , 谢涛 , 席奂

工程热物理学报

本文对含有Botryococcus BrauniiUTEX572的微生物碳捕获电池阴极室内的光合有效辐射（Photosynthetically active radiation，PAR）分布建立数学模型。采用离散坐标法（Discrete Ordinate Method，DOM）求解一维稳态辐射传递方程（Radiative transfer equation，RTE），使用SMARTS（the Simple Model for Atmospheric Transmission of Sunshine）模式对边界条件进行计算。在所建模型基础上，对400-800nm波长范围的阴极室内PAR分布情况进行计算，并结合Botry-ococcus Braunii UTEX 572的生长动力学对CO2的局部吸收速率进行研究。同时对不同散射处理方法，气泡含量以及藻类浓度对CO2捕获速率的影响进行对比，为改善光在微生物碳捕获燃料电池阴极室的分布和阴极室优化设计提供依据。

关键词: 光合有效辐射 , 辐射传递 , 离散坐标法 , CO2捕获

湍流射流火焰热辐射影响的数值研究

吴辉霞 , 刘玉英 , 薛然然 , 张荣春 , 樊未军

工程热物理学报

以美国Sandia实验室火焰D为研究对象,在采用k-ε湍流模型、概率密度函数(PDF)法及详细化学反应机理模拟湍流燃烧的基础上,研究了辐射换热对湍流射流燃烧过程的影响.模拟中采用离散坐标法(DOM)求解辐射传递方程,并分别采用普朗克平均吸收系数和箱带模型计算燃烧气体的辐射特性参数.结果表明,考虑辐射换热的影响时,火焰温度及组分浓度分布计算值与实验值吻合更好,且采用考虑气体光谱辐射效应的箱带模型比仅随温度变化的普朗克平均吸收系数的计算值更接近实验值.因此,研究燃烧气体的辐射换热间题具有重要意义,同时需要考虑其光谱辐射效应.

关键词: 湍流燃烧 , 概率密度函数 , 离散坐标法 , 普朗克平均吸收系数 , 箱带模型

参与性介质辐射传输的分区并行算法研究

王振华 , 马宇 , 贺志宏 , 董士奎

工程热物理学报

热辐射传递具有非灰性、方向性、全场性的特点,这使得基于CFD框架下整体的燃烧-流动-辐射场模拟工作中往往辐射模块占用大量计算时间和计算资源.为提高复杂流场计算效率,目前在CFD已经开始使用分区并行计算技术.相对而言,辐射换热计算技术发展落后于流动计算技术.本文将分区并行计算技术引入到参与性介质辐射传输求解当中,采用离散坐标法结合并行计算环境MPI,对辐射传输分区并行计算方案、数值边界网格处理方法、数据交换方式进行研究,并通过对矩形炉膛内辐射场进行求解,验证分区并行方法的可行性,结果表明分区并行计算结果与没有分区能够很好地吻合,并获得了较高的并行效率.

关键词: 辐射传输 , 参与性介质 , 离散坐标法 , 分区并行算法

辐射离散坐标法在柱形炉膛中的辐射传热计算

王成军

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2009.03.014

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.

关键词: 辐射换热 , 离散坐标法 , 数值计算

薄板坯连铸连轧辊底加热炉内传热过程的数学模型

杨占春 , 武文斐 , 李义科 , 杨君璇 , 李京文

钢铁研究学报

研究了包头钢铁(集团)公司薄板坯连铸连轧厂辊底加热炉内的传热过程,在辐射平衡态的条件下建立了炉内辐射与板坯、炉衬固体壁相耦合求解的炉内热过程数学模型,其中辐射传递方程的求解采用离散坐标法.采用控制体积法对数学模型进行离散,自主开发了辊底加热炉型的通用热过程模拟软件,经计算得到炉气、板坯温度沿炉长的分布,炉子出口处板坯温度与生产实测值的最大误差小于10%.该软件对理论研究和生产实践具有一定的指导意义.

关键词: 加热炉 , 辐射传热 , 离散坐标法

非灰气体离散坐标法模型的比较

罗侠 , 聂宇宏 , 张卫军

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2003.02.015

将求解气体辐射传递方程的离散坐标法与描述非灰气体辐射特性的灰气体加权和模型结合,来研究气体介质参与的辐射换热问题.不同的坐标离散方法--SN法、TN法、SRAPN法与灰气体加权和模型结合,得到不同的非灰气体离散坐标法.分别用非灰气体的SN法、TN法、SRAPN法对一个三维炉况进行模拟,得到炉膛内介质的温度分布及壁面热流分布,比较了不同非灰气体离散坐标法的计算时间和精度.结果表明,SN法和TN法与灰气体加权和模型结合能较好地模拟气体介质参与的辐射换热问题.

关键词: 非灰气体辐射 , 灰气体加权和模型 , 离散坐标法