| 【中文题名】 | 求解介质内辐射换热的双向统计蒙特卡罗法 |
| 【英文题名】 | A BSMC Method for Radiative Heat Transfer in Medium |
| 【学科专业】 | 工程热物理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-13 |
| 【中关键词】 | 辐射换热,蒙特卡罗法,双向统计,抽样模式,性能参数, |
| 【英关键词】 | Radiative heat transfer,Monte Carlo method,Bidirectionally statistical calculation,Sampling mode,Performance parameter, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>热力工程理论>传热学> |
| 【论文摘要】 |
蒙特卡罗法(Monte Carlo Method, MCM)是一种随机性模拟方法,在辐射换热计算中被广泛应用。其优点是概念清晰、数学描述比较简单,对复杂问题有很好的适应性,缺点是为获得足够精确的结果,需要进行大量的抽样模拟。因此,研究提高蒙特卡罗法计算效率的技术途径,对蒙特卡罗法的应用发展有重要意义。
BSMC法(Bi-directionally Statistical Monte Carlo Method)是一种基于热辐射传递可逆性原理的改进蒙特卡罗法。该方法通过对抽样模式的规划,实现抽样模拟的双向统计计算,充分利用计算信息,提高计算效率。
本文通过模拟计算,对两种抽样模式下的BSMC法的计算效率与性能参数进行了比较分析,验证了BSMC法的优越性。在此基础上,利用BSMC法对某种超燃冲压发动机燃烧室内的辐射换热进行了预测分析。主要研究内容包括:
1.以二维矩形区域介质内的辐射换热为例,介绍了基于等温等权与等温等比两种抽样模式下的BSMC法基本原理。在均匀网格与非均匀网格两种网格系统中,分别采用传统MC法、基于等温等权抽样的BSMC法和基于等温等比抽样的BSMC法,进行了辐射... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-10 |
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第1章 绪论 |
10-19 |
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1.1 研究意义 |
10-11 |
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1.2 国内外研究现状 |
11-15 |
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1.2.1 抽样模式的研究 |
11-13 |
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1.2.2 传统蒙特卡罗法的扩展 |
13-15 |
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1.3 国内外实际系统中的应用现状 |
15-17 |
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1.3.1 燃烧室内辐射换热 |
15-17 |
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1.3.2 其它领域的应用 |
17 |
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1.4 本课题的研究内容 |
17-19 |
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1.4.1 双向统计蒙特卡罗法计算效率与精度比较分析 |
17-18 |
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1.4.2 双向统计蒙特卡罗法性能特性研究 |
18 |
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1.4.3 超燃发动机燃烧室内辐射换热计算 |
18-19 |
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第2章 双向统计蒙特卡罗法的基本原理 |
19-34 |
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2.1 蒙特卡罗法的基本思想 |
19-20 |
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2.2 热辐射传递中的蒙特卡罗法 |
20-28 |
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2.2.1 辐射传递因子定义 |
21-22 |
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2.2.2 两种蒙特卡罗方法 |
22-23 |
|
2.2.3 概率模型 |
23-26 |
|
2.2.4 蒙特卡罗法计算流程图 |
26-28 |
|
2.3 双向统计蒙特卡罗法 |
28-30 |
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2.3.1 基本原理 |
28 |
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2.3.2 双向统计蒙特卡罗法的辐射传递因子 |
28-30 |
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2.4 抽样模式 |
30-32 |
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2.4.1 等温等权抽样模式 |
30-31 |
|
2.4.2 等温等比抽样模式 |
31-32 |
|
2.5 性能参数P |
32-33 |
|
2.6 本章小结 |
33-34 |
|
第3章 双向统计蒙特卡罗法的数值分析 |
34-76 |
|
3.1 计算模型与计算条件 |
34-35 |
|
3.2 辐射传递因子的倒易性检验与比较 |
35-43 |
|
3.2.1 吸收性介质 |
35-39 |
|
3.2.2 吸收散射性介质 |
39-43 |
|
3.3 温度场与热流场检验与比较 |
43-59 |
|
3.3.1 吸收性介质 |
43-51 |
|
3.3.2 吸收散射性介质 |
51-59 |
|
3.4 性能参数分析 |
59-74 |
|
3.4.1 吸收性介质 |
60-67 |
|
3.4.2 吸收散射性介质 |
67-74 |
|
3.5 本章小结 |
74-76 |
|
第4章 超燃发动机燃烧室内的辐射换热计算 |
76-84 |
|
4.1 燃烧室辐射换热计算模型 |
76-80 |
|
4.1.1 燃烧室的简化结构与区域离散 |
76-78 |
|
4.1.2 气体光谱吸收系数的确定 |
78-79 |
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4.1.3 辐射热流密度求解 |
79-80 |
|
4.2 模拟计算的比较验证 |
80 |
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4.3 计算结果与分析 |
80-83 |
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4.4 结果讨论 |
83 |
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4.5 本章小结 |
83-84 |
|
结论 |
84-85 |
|
参考文献 |
85-90 |
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攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
90-92 |
|
致谢 |
92 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130619 |
