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oe1(光电查) - 科学论文

12 条数据
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  • 一种求解三维灰体半透明介质辐射传热的非结构化蒙特卡罗光线追踪方法

    摘要： 蒙特卡罗光线追踪法（MCRTM）因其高精度和灵活性而被广泛用于求解辐射传输方程（RTE）。本文针对采用三维非结构化网格离散的复杂几何形状灰体半透明介质辐射换热问题，开发了一种MCRTM方法。提出了基于非结构化四节点四面体单元的射线随机发射位置生成新算法，并依据比尔定律进行光线追踪计算。同时利用辐射分布因子计算加载至网格的辐射源项。通过分别对比立方腔体、三维L形腔体和三维椭圆腔体的现有研究结果验证了本方法的准确性，进而考察了圆柱腔体内的辐射-导热耦合传热问题。所有对比均表明该方法与既有案例吻合良好，能良好适应各类复杂几何形状。此外，由于源项通过可复用的辐射分布因子计算（只要体积辐射特性不变），在与导热、对流、燃烧等其他传热模型耦合时具有显著优势。

    关键词： 蒙特卡罗光线追踪法、辐射传热、半透明介质、辐射分配系数、非结构化网格

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 根据熔融硫化锡的光学发射光谱估算其辐射热传导

    摘要： 熔融半导体在高温（900°C及以上）热电或热管理领域具有潜在应用价值，但其开发需要进一步分析其热传导机制，尤其是辐射传热。采用基于浮区炉的无容器方法，研究了悬浮锡硫化物（SnS）熔滴在紫外-可见光（200-850 nm）和近红外（900-2050 nm）波段的光学发射特性。发射率结果表明，在890-950°C温度范围内，熔融SnS在辐射峰值处具有低发射率。相应的辐射热导率估算表明，其对熔融SnS整体热传导的贡献较小。

    关键词： 无容器、辐射、熔体、发射率、辐射传热、熔融半导体

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 镍在热氧化过程中红外发射率的变化直至氧化层不透明时

    摘要： 研究了高纯镍在纯态、730°C空气中等温氧化过程中及完全氧化状态下的中红外（3-22微米）发射率。在氩气环境中对纯镍进行了200-800°C的测量，观察到总法向发射率随温度变化的斜率在其居里温度（354°C）附近发生改变。在730°C下进行33天氧化后，发射率停止变化，结果代表NiO状态。初期阶段发射率演化形成半透明薄膜的典型干涉图样。研究发现发射率随波长和氧化层厚度的变化呈现振荡与单调行为的混合特征，导致总法向发射率呈现非线性演化过程，这与先前研究报道的结果不同。最后测量了NiO从低于其奈尔温度（252°C）至850°C的发射率，显示出陶瓷材料的典型形态：包含双声子过程产生的额外振动模式，以及反铁磁相中由磁振子导致的5微米附近附加吸收带。其总法向发射率的温度依赖性显著不同于文献中轻度氧化镍样品的数据。本研究全面探讨了表面特性对氧化镍热辐射特性的影响，强调为精确计算辐射传热必须考虑所有可能的红外发射率演化来源。

    关键词： 氧化镍，红外发射率，辐射测量学，辐射传热，磁相变，镍，氧化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 蒙特卡罗光线追踪环境中的不确定性分析与实验设计

    摘要： 尽管蒙特卡罗光线追踪（MCRT）方法在现代辐射传热分析中占据主导地位，但现有文献对其计算结果的不确定性却出人意料地保持沉默。首先将辐射分布因子视为总体比例，随后采用标准统计程序估算其在给定置信水平下的平均不确定度——该不确定度是构成封闭空间的表面单元数量与每个表面单元追踪光线数量的函数。研究证明，这种先验统计不确定性与实际MCRT分析中获得的分布因子观测变异性具有良好的一致性。最后，本文提出了一种规范方法，可按既定置信水平估算预测传热结果的不确定度，该方法为确定获得目标精度所需的每个表面单元最小光线数量提供了依据。

    关键词： 蒙特卡罗光线追踪、不确定性分析、实验设计、辐射传热、分布因子

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 采用基于Therminol VP-1纳米流体的光谱光束滤波器的混合聚光光伏/热系统全耦合数值模拟

    摘要： 多物理场应用的真实数值模拟是精确预测聚光太阳能系统运行的有效方法。尽管文献中已提出多种多物理场耦合方法，但将这些方法应用于复杂聚光太阳能技术的模拟仍具挑战性。因此，本研究针对采用纳米流体作为光谱滤光片的复合抛物面聚光光伏/热（CPC-PV/T）混合集热器，提出了一种新颖的二维-三维数值光学-热学-电学耦合方法。该方法通过精密计算工具，将非灰度二维模型获得的系统各组件体积吸收辐射量作为体积热源嵌入三维模型。全面分析了全耦合方法（FCM）的主要特性，并与先前采用的另外两种耦合方法进行对比。此外，还研究了使用纳米流体和基础流体光谱滤光片（BF-filter）的?？樾阅埽⒂攵懒⒕酃夤夥绯亟斜冉?。研究结果表明，与其他方法相比，FCM能更真实地揭示所提系统的运行特性，因其可考虑太阳光照的非均匀性、反射太阳光束在接收器上的方向变化，以及所用材料光学特性随太阳辐照度的变化。此外，在Therminol VP1油中悬浮氧化铟锡（ITO）纳米颗?？墒谷炔ǘ蔚奈章时仁褂肂F-filter时提高62.5%，同时显著降低电池温度及光伏波段内的透射辐照度。

    关键词： 辐射传热、多物理场耦合方法、纳米流体、聚光光伏/热系统、光谱束过滤器

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 钙钛矿和硅太阳能电池全半球发射率的直接测定

    摘要： 由于太阳能电池的性能和寿命对其工作温度敏感，因此需要准确掌握其总半球发射率随温度变化的关系。格兰纳多斯等人报道了一种快速瞬态量热法，可直接测定钙钛矿和硅太阳能电池在其工作温度范围内的总半球发射率。

    关键词： 全半球发射率、钙钛矿太阳能电池、硅太阳能电池、瞬态量热法、辐射传热

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑 (2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 辐射热传递的周期性放大

    摘要： 通过热反射、光热辐射测量、3ω法、光声技术、热波谐振腔等技术，利用周期性热流或时间调制温度对材料进行热激发，是测定热物性的可靠精确方法。近年来，通过相变材料（PCMs）对热流的控制能力得到提升——这类材料的内部结构受温度显著驱动，导致其热学、光学和电学性质发生显著变化。热致变色材料（如VO2、镍钛合金）或超导体就是典型例子，它们可在低热/电导率、高发射率的绝缘相与高热/电导率、低发射率的金属相之间转变。这种金属-绝缘体相变（MIT）发生在各PCM的临界温度，因而可用于调控PCM与环境交换的热流，为新型应用开辟了道路。

    关键词： 辐射传热、金属-绝缘体转变、热致变色材料、热激发、相变材料

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 与双向反射分布函数（BRDF）表面耦合的二维圆柱介质中的辐射传热

    摘要： 在进行辐射传热分析和温度测量时，通常假设表面为黑体、漫反射或镜面反射，这可能导致实际工况下出现明显误差。热传递分析中采用了被认为能较严格表征真实表面的双向反射分布函数（BRDF）。本研究应用Minnaert模型和Torrance与Sparrow模型这两个BRDF模型，探究不同边界条件对辐射传热的影响。此外，通过扩展介质散射能量与边界表面反射能量的分布比例方法，在柱坐标系下求解了耦合BRDF表面的二维梯度折射率介质的辐射传递问题。结果表明：BRDF表面偏离漫反射特性越大，其辐射热流与强度分布相较于漫反射表面产生的差异越显著。辐射热流偏差可达12.78%，且在不同边界条件下某些方向的辐射强度差异更为明显。高反射角时镜面反射起主导作用，但增强的散射能力会削弱BRDF反射对辐射强度分布的影响。

    关键词： 辐射传热、渐变折射率介质、Torrance和Sparrow模型、Minnaert模型、BRDF表面、圆柱形介质

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 具有光谱依赖壁面发射率的参与介质中光谱热辐射的改进带状方法

    摘要： 为开发适用于CFD模拟的高效实用光谱辐射模型，本文针对不同热力学状态下的二氧化碳与水蒸气混合气体提出了一种波段划分方法?；谝驯ǖ赖牟ǘ位址桨福捎猛臣普Ｐ蜕苫掖障凳菘?，并通过特定简化关联式对数据库进行近似处理，使其能直接应用于RTE求解器的CFD计算。通过在多种燃烧工况下的一维和三维基准算例验证了关联式的有效性，系统研究了该波段方法的精度与CPU耗时，并与其他同类方法进行对比。结果表明：新方法是一种高效精确且便于商业CFD软件应用的光谱辐射计算方案，还能处理非灰壁面问题。作为实际案例，将该方法用于循环流化床锅炉后通道内的辐射传热模拟，CFD模型分析了空气/氧气燃烧工况、锅炉负荷、入口流动条件及壁面材质的影响，并对比了P1和DO两种RTE求解器在灰模型与非灰模型中的预测结果及所需CPU时间。

    关键词： 非灰壁面、回程烟道、循环流化床锅炉、辐射传热、带吸收系数、窄带计算、非灰气体建模、带方法

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 辐射传热与应用光学中的蒙特卡罗光线追迹方法 || 光线追迹基础

    摘要： 光线被定义为能量束从发射点到吸收点所经过的直线路径段的集合。该定义包含了中间可能发生的反射、散射、折射甚至衍射事件。光线追踪涉及运用基础数学来确定光线段与表面的交点。大多数工程和科学专业的学生在进入大学之前很久就已掌握了所需的数学工具。本章回顾了控制光线追踪的数学原理以及相关的网格划分和索引问题。

    关键词： 蒙特卡罗方法、辐射传热、应用光学、数学原理、光线追踪

    更新于2025-09-04 15:30:14