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考虑各向异性散射介质内的辐射传递方向,本文考察了辐射能的重新分配过程。利用射线踪迹法结合Hottel和Sarofim区域法推导了辐射传递系数(RTCs)。考虑一维各向异性参与性半透明灰介质。两边界表面为镜反射,一个表面半透明,另一个表面不透明。辐射传递系数用于计算辐射热源项。瞬态能量方程由全隐式控制容积法求解。外界辐射加热与对流冷却同时作用于边界表面。考虑四个线性散射相函数。以各向同性散射情况比较,研究不透明边界两侧发射特性和线性散射相函数对瞬态温度分布的影响。结果表明,各向异性散射与各向同性散射介质间的相对温度差异与散射不对称参数近似成正比。 相似文献
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单元表面间辐射传递系数的新型计算方法 总被引:6,自引:0,他引:6
通过对辐射能量传递过程的分解,建立辐射传递系数与角系数之间的关系,提出了一种计算具有漫反射辐射界面特性的单元表面之间辐射传递系数的新型计算方法。该方法分离了单元表面辐射特性和几何特性对辐射传递系数的影响。分别采用新方法和蒙特卡洛法计算了立方体内部单元表面之间的辐射传递系数,并且从理论上对两种计算方法的耗时性和计算精度进行了分析比较。结果表明,相对于蒙特卡洛法,该方法所需的计算时间更少,而且不随单元表面吸收率的变化而变化;在计算精度上,该方法相对于蒙特卡洛法具有更高计算精度。 相似文献
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封闭腔内复杂条件对辐射传递系数影响的数学模型与数值模拟 总被引:1,自引:1,他引:0
文章基于蒙特卡罗-射线踪迹方法,建立某航天器部件封闭腔内表面间辐射传递系数的数学模型,数值模拟求解理想表面间的辐射传递系数-角系数和在不同表面反射率和镜漫反射比例系数条件下的辐射传递系数,分析表面反射特性和空间几何条件对其影响.计算结果表明:辐射传递系数的计算方法和结果是可靠的,各表面之间的辐射传递完全符合能量守恒定律;辐射传递系数能够考虑表面之间的空间几何位置、多次反射和辐射界面特性等综合影响因素,真实地反映了理想和非理想表面间的辐射能量传递. 相似文献
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本文导出了计算液体火箭喷管内壁面辐射角系数的通用关系式。利用Simpson公式求得了8个喷管延伸段内壁面对内壁面,12个喷管延伸段内壁面对入口面积和内壁面对出口面积的辐射角系数。计算段出口面积比ε_(?)=50,75,100及144。还提出了一个有较高精度的内壁面对出口面积辐射角系数半对数实用计算公式。 相似文献
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根据空间大功率热排放系统的要求,参考美国航天局提出的双翼热管式辐射散热器,提出了在结构上改进的热管式辐射散热器.总体设计为四翼对称式辐射散热器,四翼均为相同独立工作.散热器由主回路管道、泡沫碳换热器、热管和散热板四部分组成,主回路管道选取钠钾合金为工质,换热管选取水为流体工质.系统废热通过钠钾合金冷却回路传递到泡沫碳换热器,泡沫碳换热器再传递给水热管辐射板,通过辐射换热释放到太空.对热管散热器进行了结构设计以及初步热设计,为大功率深空探测器热排放系统提供了最优的设计结构及参数. 相似文献
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简介
在早些的论文中,Badhwar等人(2001)介绍了关于几个辐射敏感器官和几个皮肤表面位置的空间辐射测量值和相对的计算值,该计算值是使用改进的Rando人体模型和改进的计算机男性解剖学几何屏蔽模型得到的。这次实验被称为人体模型躯干实验(PTE),1998年6月在STS.91航天飞机上飞行了10d; 相似文献
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辐射换热条件下空间薄壁圆管结构瞬态温度场、热变形有限元分析 总被引:11,自引:1,他引:11
对航天结构中常见的辐射换热条件下的空间薄壁圆管结构,构造了一种用于非线性瞬态温度计算的傅立叶-有限单元。圆管温度沿杆长用有限元离散,沿周向分布展成三角函数。圆管温度单元每个结点包含平均温度、余弦和正弦分布温度幅三个自由度,并且在每个时间步内实现了平均温度增量与沿截面温差增量的解耦。在结构热变形分析时圆管单元节点上既承受温度轴力,又承受截面温差导致的热弯矩。采用这种单元对非线性换热条件下的复杂空间结构进行离散可以较准确地反映结构的温度场与热变形。经与前人的解析解和三维有限元结果的验证,证明该单元是可靠的。对太阳能帆板梁与空间抛物面天线的热-结构分析说明这种新单元的应用价值。 相似文献
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鉴于热防护系统的硅纤维隔热层是各向异性的非灰体材料,其复合传热计算是复杂且耗时的,提出了一种简便方法用于硅纤维这类各向异性非灰体材料的复合传热计算。该方法借鉴了医学领域断层摄影法(局部X射线检测法)中对光沿各向异性散射介质传播分析的思路,得到了各向异性扩散的热辐射方程(RTE—D)并把该方程用于求解非灰体半透明介质的辐射热通量。计算结果与文献中基于辐射传递方程(RTE)求得辐射热流的复合传热数值结果相比较,其最大相对误差为1.5%,并且其计算时间也由Pentium Ⅱ的3297.66分钟缩短为PentiumⅣ的约5分钟。最后,该方法被用于真实热环境下刚性隔热瓦L1900(高空隙率硅纤维隔热材料)的复合传热计算,计算结果与实验数据有较高吻合度。数据结果表明,各向异性的扩散近似被用于求解非灰体半透明介质的辐射热通量的方法用在热防护系统的硅纤维隔热层复合传热数值计算中是简便高效的。 相似文献
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航天器上常安装有用于科学观察的多层光学窗口,其温度分布的均匀性会影响成像质量。运用射线踪迹-节点分析法的任意多层镜反射辐射与导热耦合换热模型,研究了隔热层厚度及数量对太空中多层光学窗口温度分布的影响。光学窗口的吸收系数、折射率随波长的变化用一组矩形谱带来近似。研究显示太空中热辐射在光学窗口的冷却过程中起着非常重要的作用,在离玻璃层表面附近很薄的一层玻璃介质内,辐射与导热存在强烈的耦合作用。隔热层厚度越薄,其内的温度分布越均匀,有利于提高成像质量。隔热层数量越多,光学窗口各层玻璃的温度分布越均匀,有利于提高成像质量,但是隔热层最佳数量的确定还需综合考虑其它因素。 相似文献
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高超声速旋转体气动加热、辐射换热与结构热传导的耦合数值分析 总被引:1,自引:0,他引:1
采用流场-热-结构耦合的计算方法,耦合气动加热、辐射换热和结构热传导,互为边界条件进行同步计算,研究了旋转体高超声速的流场和固壁温度分布,并数值模拟了旋转体的外流场和固壁结构温度场的非定常过程。计算结果表明:该数值方法可行,能较好地模拟整个流场和温度场的物理变化过程。 相似文献
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航天飞行器中舷窗温度场及换热的研究:外部界面处于第三类非线性边界条件 总被引:2,自引:0,他引:2
本文采用控制容积法,光线踪迹法结合谱带模型,研究航天飞机返回大气层时舷窗硅玻璃的非稳态复合换热。文章给出了界面S_2处于第三类非线性边界条件下,舷窗硅玻璃内部的温度场和进入机舱内部的热流密度。计算结果表明,如不考虑硅玻璃内部的辐射作用,对温度场影响不太大,但对进入机舱内的热流密度将会产生很大的误差。 相似文献