Исследование теплового излучения энергетических установок методом вычислительного эксперимента

• Автор: Бельтюгов, Артем Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Сокращения и условные обозначения

А 1 Современное состояние теории теплового излучения и вычислительных технологий

1.1 Понятие моделей применительно к тепловому излучению

1.2 Обзор литературы по радиационному переносу

1.3 Обзор литературы по языкам программирования

^ 1.4 Обзор и сравнение программ и программных систем, основанных

на вычислительном эксперименте в области газовой динамики и

радиационного переноса

1.5 Цель и задачи исследования

2 Общая теория теплового излучения

^ 2.1 Тепловое излучение и рассеяние света

2.2 Основы теории Максвелла для электромагнитного поля
2.3 Комплексный показатель преломления
2.3.1 Поглощение света
2.3.2 Граничные условия
2.4 Распространение света в веществе
2.4.1 Понятие дифракции
2.5 Теория дифракции Ми
2.5.1 Решение векторного волнового уравнения
2.5.2 Определение коэффициентов из граничных условий
2.6 Распространение света в среде, содержащей множество частиц
2.6.1 Ослабление и дисперсия в среде, содержащей рассеивающие частицы
2.7 Интегро-дифференциальное уравнение переноса энергии излучением

2.8 Методическое обоснование применимости методов численного ис4 следования характеристик теплового излучения дисперсных систем
2.8.1 Методы без использования уравнения переноса
2.8.2 Приближенные методы решения уравнения переноса излучения
ф 3 Математические модели теплового излучения энергетических установок
3.1 Оптические свойства конденсата
3.2 Дисперсность конденсата
3.2.1 Дисперсность частиц сажи
0 3.2.2 Дисперсность частиц оксида алюминия
3.3 Влияние формы и однородности частиц на радиационные характеристики
3.4 Представление индикатрисы рассеяния
3.5 Температурная и скоростная неравновесности ГПС
3.6 Априорная оценка допущений и приближений в исследованиях ра0 диационных характеристик ГПС РДТТ и ЭУ
4 Построение методологии теоретического исследования теплового излучения дисперсных сред
4.1 Теплотехнические математические модели
4.2 Реализация методологических концепций

5 Результаты исследования характеристик теплового излучения энергетических установок методом вычислительного эксперимента
5.1 Влияние спектрального диапазона при оценке теплового излучения
5.2 Обоснование значений параметров, определяющих первый дифрак-* ционный максимум радиационных характеристик индивидуальных частиц
5.3 Исследование влияния определяющих параметров на радиационные
характеристики ГПС РДТТ

5.3.1 Методы расчетов
# 5.3.2 Исходные данные для расчетов
5.3.3 Результаты расчетов и их анализ
5.3.4 Выводы и рекомендации
Заключение
Литература

где суммирование распространяется на все частицы в "активном"объеме. Если имеется бесконечное множество таких частиц, знак суммирования можно заменить на
| N dx dy dz
Отсюда после интегрирования получаем, сравнивая с (2.6) и (2.8):
Этот результат формально можно представить как влияние комплексного показателя преломления среды в целом. А именно: если рассматриваемый слой заменить слоем из однородного вещества с КПП ш, близким к 1, то с использованием (2.8) и учитывая, что при та 1 должно быть ^ = к, можно составить соотношения для т. Р в присутствии (в числителях) и отсутствии (в знаменателях) рассеивающего слоя:
Щ — ||ЛГ£5(0)^ и^ег(ш1-к1т) щ г*оег(“<—*г1)
Отсюда (т.к. при г « 0 е2 « 1 + г) находится формальный КПП среды
т = 1 —г2?Г^(0). (2.31)

Поскольку коэффициент поглощения среды можно выразить как а = 2кп2, то с учетом (2.31) и (2.23) его можно записать в виде
„. .. 4дА£ Ые 5(0) (2.8) ЛГ_
IX — ^2 4О0сл*
2.7. Интегро-дифференциальное уравнение переноса энергии излучением
Для нахождения величин интенсивности теплового излучения обычно решается интегро-дифференциальное уравнение. В случае пренебрежения эффектами поляризации и для стационарного случая интенсивность I находится из решения уравнения [81]