間斷有限元法求解考慮鏡漫反射邊界的輻射傳遞及其耦合問題.pdf

1、輻射傳熱在工程中有許多重要的應(yīng)用。近年來，隨著短脈沖激光器的逐漸完善和成熟，瞬態(tài)輻射傳輸在許多新興領(lǐng)域得到了應(yīng)用。對于求解參與性介質(zhì)輻射傳遞問題，針對鏡反射和漫反射兩種不同的邊界條件，求解輻射傳遞方程的處理過程會(huì)有所不同。此外，在許多領(lǐng)域中涉及到輻射導(dǎo)熱耦合換熱問題，本文研究了不同形狀區(qū)域內(nèi)的耦合換熱以及介質(zhì)參數(shù)對耦合換熱的影響。
　　間斷有限元法結(jié)合了有限元法與有限體積法的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的幾何靈活性和數(shù)值精度。本文結(jié)合輻射傳遞方

2、程數(shù)值求解的特點(diǎn)選取迎風(fēng)數(shù)值通量(upwind numerical flux)傳遞單元之間的信息，使用間斷有限元法求解不同條件下的輻射傳遞方程及其耦合問題。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　(1)求解漫反射邊界條件下一維瞬態(tài)輻射傳遞方程，得到半球反射率和半球透射率隨時(shí)間演化的結(jié)果，并研究了不同反照率對結(jié)果的影響；研究不同參數(shù)條件下雙層平板間的瞬態(tài)輻射傳遞問題，分析介質(zhì)與環(huán)境折射率對瞬態(tài)輻射傳遞過程的影響；求解鏡反射邊界條件

3、下一維瞬態(tài)輻射傳遞方程，驗(yàn)證了所用程序的正確性并比較了介質(zhì)折射率對透、反射率的影響。
　　(2)求解二維輻射傳遞方程，使用一個(gè)簡單的算例說明間斷有限元法的特性，與有限元法對比計(jì)算結(jié)果的精確度；計(jì)算方腔內(nèi)各向同性散射輻射平衡和各向異性散射輻射非平衡問題；計(jì)算不規(guī)則多邊形區(qū)域的輻射傳熱，求解四邊形區(qū)域內(nèi)的瞬態(tài)輻射傳熱問題；研究了迎風(fēng)間斷有限元的數(shù)值穩(wěn)定性。
　　(3)給出輻射導(dǎo)熱耦合計(jì)算方程及其離散形式，分別使用方腔模型和圓模型