半透明顆粒相變過程光熱耦合特性研究.pdf

1、半透明顆粒相變過程是一個(gè)復(fù)雜的多場(chǎng)耦合傳熱過程，往往伴隨著輻射吸收和發(fā)射等光學(xué)行為以及膨脹變形、收縮破裂等力學(xué)行為。了解和掌握這些機(jī)制和行為對(duì)相關(guān)工程技術(shù)領(lǐng)域的過程控制、優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要意義，如熱噴涂技術(shù)、液滴燃燒、空間液滴散熱技術(shù)、反應(yīng)堆事故、太陽(yáng)能熱利用等等。高溫顆粒相變過程中的輻射導(dǎo)熱耦合傳熱模擬，對(duì)于準(zhǔn)確分析高溫顆粒的相變過程是非常必要的。由于相變過程中存在相界面移動(dòng)和變形等問題，傳統(tǒng)的基于網(wǎng)格法的數(shù)值模擬手段求解這類問題需要復(fù)

2、雜和繁瑣的網(wǎng)格初置與重構(gòu)過程，而無(wú)網(wǎng)格法不依賴于網(wǎng)格，對(duì)于求解域連續(xù)變化等復(fù)雜問題的求解具有很大優(yōu)勢(shì)。
　　本文主要目的是將無(wú)網(wǎng)格 SPH法引入到相變過程中的輻射-導(dǎo)熱耦合傳熱過程的分析研究當(dāng)中來(lái)，在此過程中忽略力學(xué)效應(yīng)，假設(shè)顆粒在發(fā)生相變的過程中不發(fā)生形變。論文的主要工作包括：
　　(1)相變導(dǎo)熱問題的無(wú)網(wǎng)格 SPH法研究推導(dǎo)了相變導(dǎo)熱方程及其邊界條件的SPH法離散格式，編制了計(jì)算程序；對(duì)第一類和第三類邊界條件下的二維非穩(wěn)

3、態(tài)相變導(dǎo)熱過程的溫度場(chǎng)、相界面位置進(jìn)行了數(shù)值模擬，與解析解比對(duì)分析，考察了SPH法在處理相變導(dǎo)熱問題上的計(jì)算精度和適應(yīng)性。
　　(2)輻射傳遞方程求解的無(wú)網(wǎng)格 SPH法研究推導(dǎo)了無(wú)散射介質(zhì)輻射傳遞方程及邊界條件的SPH法離散格式，編制了計(jì)算程序；對(duì)二維方形空腔內(nèi)的吸收發(fā)射性介質(zhì)輻射換熱進(jìn)行了模擬計(jì)算，與有限體積法的標(biāo)準(zhǔn)程序解進(jìn)行了比對(duì)分析，考察了SPH法在處理輻射傳遞問題上的適用性。
　　(3)相變過程輻射導(dǎo)熱耦合傳熱模擬的