輻射傳熱蒙特卡洛法計算精度的精確評價及數(shù)值試驗研究
發(fā)布時間:2021-02-12 05:50
輻射傳熱是能源動力、航空航天等領(lǐng)域的基礎(chǔ)問題。熱輻射數(shù)值計算方法做為輻射傳熱問題的主要研究方式逐漸顯現(xiàn)出重要地位和作用。蒙特卡洛方法(Monte Carlo Method,MCM)可以精確地處理光譜特性、非均勻介質(zhì)、各向異性散射及復(fù)雜幾何形狀等復(fù)雜輻射計算問題,已經(jīng)成為解決輻射傳熱問題的主要數(shù)值方法之一。蒙特卡洛方法是統(tǒng)計模擬方法,其計算結(jié)果不可避免會引入統(tǒng)計誤差。隨著蒙特卡洛法在熱輻射數(shù)值模擬計算應(yīng)用范圍的不斷擴展,如何定量分析和評估其計算結(jié)果的誤差及精度已成為關(guān)注的焦點,建立公認的數(shù)值誤差分析和精度評估方法成為蒙特卡洛法主要研究內(nèi)容之一。揭示蒙特卡洛統(tǒng)計誤差出現(xiàn)的機理,準確把握多種因素對計算精度和計算效率的影響,可為蒙特卡洛數(shù)值模擬方法可靠性評價及其應(yīng)用擴展提供參考。輻射溫度平衡條件下蒙特卡洛法計算輻射傳熱問題的精度評估分析。將密閉輻射傳熱系統(tǒng)設(shè)置為等溫和輻射平衡態(tài),以此為基礎(chǔ)提出一種直接地精確評價輻射傳熱蒙特卡洛法計算精度的方法。針對固定不變且均勻分布的表面和空間介質(zhì)輻射特性,研究了單元發(fā)射能束數(shù)(the number of energy bundles,NEB),離散網(wǎng)格密度(...
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:136 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 蒙特卡洛法計算輻射傳熱的精度評估方法
2.1 蒙特卡洛法計算輻射傳熱問題的基本原理
2.2 蒙特卡洛法模擬輻射傳熱的數(shù)學(xué)模型
2.3 輻射平衡蒙特卡洛法計算誤差分析方法
2.4 本章小結(jié)
3 輻射平衡條件下熱輻射計算精度數(shù)值分析
3.1 計算的對象和條件
3.2 輻射傳熱量的精確值和計算值
3.3 網(wǎng)格密度與計算誤差的隨機性
3.4 固定輻射特性參數(shù)的計算精度
3.5 輻射特性參數(shù)變化時的計算精度
3.6 本章小結(jié)
4 蒙特卡洛法計算輻射傳熱問題的效率分析
4.1 能束數(shù)和網(wǎng)格密度對計算時間的影響
4.2 表面發(fā)射率和介質(zhì)散射反照率對計算時間的影響
4.3 蒙特卡洛計算的品質(zhì)因子
4.4 本章小結(jié)
5 兩種特殊輻射非平衡態(tài)的蒙特卡洛計算精度評估
5.1 兩個特殊的輻射非平衡狀態(tài)的定義
5.2 光學(xué)薄極限介質(zhì)輻射傳熱計算的精度評估
5.3 光學(xué)厚極限介質(zhì)輻射傳熱計算的精度評估
5.4 結(jié)果分析與討論
5.5 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與建議
6.1 全文總結(jié)
6.2 進一步的工作建議
致謝
參考文獻
附錄1 作者在攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]BMC法計算航空發(fā)動機紅外輻射的效率研究[J]. 黃偉,吉洪湖. 紅外與激光工程. 2015(08)
[2]基于混合有限體積/有限元法的噴管輻射傳遞求解研究[J]. 金偉,呂相銀. 光電工程. 2011(04)
[3]測量誤差與測量不確定度的比較應(yīng)用[J]. 荊大永. 衡器. 2010(07)
[4]計算熱輻射學(xué)的進展[J]. 談和平,劉林華,易紅亮,趙軍明,齊宏,譚建宇. 科學(xué)通報. 2009(18)
[5]過熱蒸汽比焓和密度的雙線性擬合[J]. 卓旭升,周懷春,陳楠. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(12)
[6]蒙特卡羅模擬中三維介質(zhì)輻射對稱性檢驗[J]. 帥永,卿恒新,談和平. 工程熱物理學(xué)報. 2007(04)
[7]求解介質(zhì)內(nèi)熱輻射傳遞的雙向統(tǒng)計蒙特卡羅法[J]. 夏新林,任德鵬,郭亮. 工程熱物理學(xué)報. 2006(S2)
[8]雙向蒙特卡羅法模擬參與性介質(zhì)中的輻射換熱[J]. 帥永,董士奎,劉林華,談和平. 工程熱物理學(xué)報. 2006(01)
[9]循環(huán)流化床鍋爐燃料——床溫控制模型研究[J]. 陳亮,金建祥,俞海斌,褚健. 儀器儀表學(xué)報. 2005(12)
[10]蒙特卡洛模擬中偽隨機數(shù)的STTDMR檢驗[J]. 帥永,夏新林,談和平,阮立明. 計算物理. 2004(02)
博士論文
[1]羅素史學(xué)思想研究[D]. 胡術(shù)恒.東北師范大學(xué) 2018
[2]表面熱輻射調(diào)控與定向傳輸特性研究[D]. 杜勝華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]求解輻射傳遞方程的DRESOR法及其應(yīng)用[D]. 程強.華中科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于蒙特卡洛法分析纖維編織結(jié)構(gòu)對輻射特性的影響[D]. 李悅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]測量不確定度在物理實驗中的應(yīng)用研究[D]. 岳香梅.太原理工大學(xué) 2007
[3]求解介質(zhì)內(nèi)輻射換熱的雙向統(tǒng)計蒙特卡羅法[D]. 郭亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[4]DRESOR法求解一維各向異性散射性介質(zhì)中的輻射傳遞方程[D]. 何誠.華中科技大學(xué) 2005
本文編號:3030357
【文章來源】:華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:136 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
主要符號表
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 蒙特卡洛法計算輻射傳熱的精度評估方法
2.1 蒙特卡洛法計算輻射傳熱問題的基本原理
2.2 蒙特卡洛法模擬輻射傳熱的數(shù)學(xué)模型
2.3 輻射平衡蒙特卡洛法計算誤差分析方法
2.4 本章小結(jié)
3 輻射平衡條件下熱輻射計算精度數(shù)值分析
3.1 計算的對象和條件
3.2 輻射傳熱量的精確值和計算值
3.3 網(wǎng)格密度與計算誤差的隨機性
3.4 固定輻射特性參數(shù)的計算精度
3.5 輻射特性參數(shù)變化時的計算精度
3.6 本章小結(jié)
4 蒙特卡洛法計算輻射傳熱問題的效率分析
4.1 能束數(shù)和網(wǎng)格密度對計算時間的影響
4.2 表面發(fā)射率和介質(zhì)散射反照率對計算時間的影響
4.3 蒙特卡洛計算的品質(zhì)因子
4.4 本章小結(jié)
5 兩種特殊輻射非平衡態(tài)的蒙特卡洛計算精度評估
5.1 兩個特殊的輻射非平衡狀態(tài)的定義
5.2 光學(xué)薄極限介質(zhì)輻射傳熱計算的精度評估
5.3 光學(xué)厚極限介質(zhì)輻射傳熱計算的精度評估
5.4 結(jié)果分析與討論
5.5 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與建議
6.1 全文總結(jié)
6.2 進一步的工作建議
致謝
參考文獻
附錄1 作者在攻讀博士學(xué)位期間的科研成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]BMC法計算航空發(fā)動機紅外輻射的效率研究[J]. 黃偉,吉洪湖. 紅外與激光工程. 2015(08)
[2]基于混合有限體積/有限元法的噴管輻射傳遞求解研究[J]. 金偉,呂相銀. 光電工程. 2011(04)
[3]測量誤差與測量不確定度的比較應(yīng)用[J]. 荊大永. 衡器. 2010(07)
[4]計算熱輻射學(xué)的進展[J]. 談和平,劉林華,易紅亮,趙軍明,齊宏,譚建宇. 科學(xué)通報. 2009(18)
[5]過熱蒸汽比焓和密度的雙線性擬合[J]. 卓旭升,周懷春,陳楠. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(12)
[6]蒙特卡羅模擬中三維介質(zhì)輻射對稱性檢驗[J]. 帥永,卿恒新,談和平. 工程熱物理學(xué)報. 2007(04)
[7]求解介質(zhì)內(nèi)熱輻射傳遞的雙向統(tǒng)計蒙特卡羅法[J]. 夏新林,任德鵬,郭亮. 工程熱物理學(xué)報. 2006(S2)
[8]雙向蒙特卡羅法模擬參與性介質(zhì)中的輻射換熱[J]. 帥永,董士奎,劉林華,談和平. 工程熱物理學(xué)報. 2006(01)
[9]循環(huán)流化床鍋爐燃料——床溫控制模型研究[J]. 陳亮,金建祥,俞海斌,褚健. 儀器儀表學(xué)報. 2005(12)
[10]蒙特卡洛模擬中偽隨機數(shù)的STTDMR檢驗[J]. 帥永,夏新林,談和平,阮立明. 計算物理. 2004(02)
博士論文
[1]羅素史學(xué)思想研究[D]. 胡術(shù)恒.東北師范大學(xué) 2018
[2]表面熱輻射調(diào)控與定向傳輸特性研究[D]. 杜勝華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]求解輻射傳遞方程的DRESOR法及其應(yīng)用[D]. 程強.華中科技大學(xué) 2007
碩士論文
[1]基于蒙特卡洛法分析纖維編織結(jié)構(gòu)對輻射特性的影響[D]. 李悅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]測量不確定度在物理實驗中的應(yīng)用研究[D]. 岳香梅.太原理工大學(xué) 2007
[3]求解介質(zhì)內(nèi)輻射換熱的雙向統(tǒng)計蒙特卡羅法[D]. 郭亮.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[4]DRESOR法求解一維各向異性散射性介質(zhì)中的輻射傳遞方程[D]. 何誠.華中科技大學(xué) 2005
本文編號:3030357
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