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两种反演半透明液体光学常数的方法对比

哈尔滨工业大学学报 2012年第9期44卷 73-77页

作者：李栋夏新林艾青哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 东北石油大学土木建筑工程学院黑龙江大庆163318

基于光线跟踪法建立求解半透明液体透射比的正问题模型,研究基于蒙特卡罗法(MC)和简化方程迭代法(SEI)的反演半透明液体光学常数(吸收指数k、折射指数n)的两种方法,分析两种反演方法的适用范围.将已知文献中庚烷的光学常数作为"真实值"... 详细信息

基于光线跟踪法建立求解半透明液体透射比的正问题模型,研究基于蒙特卡罗法(MC)和简化方程迭代法(SEI)的反演半透明液体光学常数(吸收指数k、折射指数n)的两种方法,分析两种反演方法的适用范围.将已知文献中庚烷的光学常数作为"真实值",用正问题模型求解的透射比作为"实验测量值",采用反问题模型反演n和k,并分析实验偏差对反演的影响.研究结果表明:两种方法反演的庚烷k的计算误差的标准差均小于10-6,而n的标准差高于0.1%;当实验数据存在偏差时,光学常数n、k的反演计算精度呈现降低趋势.

关键词：半透明液体光学常数吸收指数折射指数反演模型

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液态碳氢燃料热辐射物性参数反演方法

航空动力学报 2012年第8期27卷 1712-1717页

作者：李栋艾青夏新林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 东北石油大学土木建筑工程学院黑龙江大庆163318

基于光线跟踪法建立了玻璃-液态碳氢燃料-玻璃3层平板总透射比的正问题模型,给出了反演液态碳氢燃料热辐射物性参数(光谱吸收指数k和光谱折射指数n)的反问题模型,采用Monte-Carlo(M-C)法结合区间逼近法求解.通过将已知文献中庚烷的热辐... 详细信息

基于光线跟踪法建立了玻璃-液态碳氢燃料-玻璃3层平板总透射比的正问题模型,给出了反演液态碳氢燃料热辐射物性参数(光谱吸收指数k和光谱折射指数n)的反问题模型,采用Monte-Carlo(M-C)法结合区间逼近法求解.通过将已知文献中庚烷的热辐射物性参数作为"真实值",采用正问题模型计算总透射比作为"实验测量值",然后利用反问题模型计算n和k,并分析实验偏差对反演计算的影响.研究结果表明:①模型反演k计算误差的标准差小于0.003%,而n的标准差高于21%.②实验偏差对反演计算影响较大,且偏差达到1.0%时个别反演数据明显"失真".③k反演计算误差的标准差y与实验偏差γ满足y=2285.2γ2-10.484γ+0.003 7的关系式;n反演计算误差的标准差受实验偏差影响较小,但偏差导致反演n误差均超过20%.

关键词：碳氢燃料热辐射物性反演方法吸收指数折射指数

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容积式吸热器内聚集太阳能的传输特性研究

工程热物理学报 2011年第11期32卷 1941-1944页

作者：戴贵龙夏新林孙创哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

将泡沫孔筋等效成粒子系,建立了抛物面聚光器与容积式吸热器数理模型。基于Mie理论计算泡沫材料的散射特性,采用蒙特卡洛射线踪迹法模拟聚集太阳光在泡沫材料内的传输衰减特性。通过计算,获得了吸热器体积内的太阳能流吸收分布。结果表... 详细信息

将泡沫孔筋等效成粒子系,建立了抛物面聚光器与容积式吸热器数理模型。基于Mie理论计算泡沫材料的散射特性,采用蒙特卡洛射线踪迹法模拟聚集太阳光在泡沫材料内的传输衰减特性。通过计算,获得了吸热器体积内的太阳能流吸收分布。结果表明:吸收太阳能流集中在吸热器底部,随着孔隙率和孔隙直径增加,吸热器内的太阳能吸收分布均匀性更好。研究结论为容积式太阳能吸热器结构设计与性能分析提供了参考。

关键词：泡沫多孔材料聚集太阳能容积式吸收器蒙特卡洛射线踪迹法

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多碟聚集器聚集太阳能热流分布特性研究

太阳能学报 2012年第9期33卷 1524-1528页

作者：夏新林戴贵龙孙创哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

基于坐标转换,建立了多碟式太阳能聚集器的光路传输物理模型。采用蒙特卡洛射线踪迹法(MCRTM)对其太阳能聚集特性进行模拟分析。考虑了表面光学误差、跟踪误差以及结构尺寸等因素对吸热器太阳能热流分布的影响。计算结果表明,该多碟聚... 详细信息

基于坐标转换,建立了多碟式太阳能聚集器的光路传输物理模型。采用蒙特卡洛射线踪迹法(MCRTM)对其太阳能聚集特性进行模拟分析。考虑了表面光学误差、跟踪误差以及结构尺寸等因素对吸热器太阳能热流分布的影响。计算结果表明,该多碟聚集器的有效聚光面积为11.317m2,焦平面中心区域的最大聚光比接近7000,吸热器尺寸对其热流分布有重要影响。所得结论有助于认识多碟聚集器的太阳能聚集性能。

关键词：多碟聚集器坐标转换聚集能流分布蒙特卡洛射线踪迹法

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光学窗口材料半透明性对测试腔的热影响

工程热物理学报 2013年第4期34卷 751-755页

作者：李栋艾青夏新林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 东北石油大学土木建筑工程学院黑龙江大庆163318

采用有限体积法(FVM,Finite Volume Method)和离散坐标法(DOM,Discrete Ordinate Method)求解测试腔竖直通道内空气层流流动加热与半透明光学窗口辐射导热耦合传热模型,研究了光学窗口的半透明特性对光学测试腔加热的影响,并分析了不同... 详细信息

采用有限体积法(FVM,Finite Volume Method)和离散坐标法(DOM,Discrete Ordinate Method)求解测试腔竖直通道内空气层流流动加热与半透明光学窗口辐射导热耦合传热模型,研究了光学窗口的半透明特性对光学测试腔加热的影响,并分析了不同空气入口温度和速度条件下其对空气通道壁面对流换热的影响。研究表明光学窗口材料的半透明特性对测试腔温度环境影响明显,仅通过提高热空气入口速度未能有效减弱窗口半透明特性带来的不利影响。

关键词：光学测试腔竖直通道 FVM DOM 半透明特性

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具有蜂窝内壁的遮光罩杂散光抑制特性分析

光学学报 2012年第5期32卷 222-226页

作者：陈学孙创夏新林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

将具有蜂窝内壁结构的遮光罩内的杂散光传播分解为蜂窝结构的散射、内壁等效面传播两个层次的行为。通过建立蜂窝结构的等效面各向异性反射模型,采用蒙特卡罗法模拟获得内壁等效面的双向反射分布函数(BRDF)。以此为基础,再次采用蒙特卡... 详细信息

将具有蜂窝内壁结构的遮光罩内的杂散光传播分解为蜂窝结构的散射、内壁等效面传播两个层次的行为。通过建立蜂窝结构的等效面各向异性反射模型,采用蒙特卡罗法模拟获得内壁等效面的双向反射分布函数(BRDF)。以此为基础,再次采用蒙特卡罗法模拟遮光罩内壁等效面的杂散光传播过程,分析了该类遮光罩的杂散光抑制特性,并讨论了蜂窝高度和涂层反射率的影响。结果表明,遮光罩内壁蜂窝结构有很好的杂散光抑制作用;蜂窝高度与边长之比δ≥1时,遮光罩的抑制能力不再变化,降低涂层反射率能够有效地增强抑制效果。

关键词：空间光学杂散光遮光罩蜂窝结构蒙特卡罗法

基于微面斜率法的粗糙表面半透明介质层光谱散射特性分析

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光学学报 2012年第12期32卷 260-264页

作者：陈学孙创夏新林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

对具有一维高斯分布粗糙表面的半透明介质层光谱散射,基于微面斜率法建立了考虑遮蔽效应的粗糙表面光谱辐射传递概率模型,采用蒙特卡罗法模拟光谱辐射能束在粗糙表面、半透明介质层介质与镜反射基底之间的多次反射、折射和吸收等传递过... 详细信息

对具有一维高斯分布粗糙表面的半透明介质层光谱散射,基于微面斜率法建立了考虑遮蔽效应的粗糙表面光谱辐射传递概率模型,采用蒙特卡罗法模拟光谱辐射能束在粗糙表面、半透明介质层介质与镜反射基底之间的多次反射、折射和吸收等传递过程。通过数值模拟,分析了介质层表面粗糙度、光谱光学厚度、折射率和基底反射率对介质层双向反射分布函数(BRDF)的影响。结果表明,表面粗糙程度不同时,反射峰值随入射角度呈现不同的变化趋势;表面粗糙度增加或折射率增大都将导致漫反射份额增大;介质层光谱光学厚度和基底反射率主要影响BRDF的数值大小,而对BRDF的分布形态影响很小。

关键词：光谱学粗糙面半透明介质层几何光学近似双向反射分布函数微面斜率法

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梯度折射率半透明等温介质层的表观发射特性

红外与毫米波学报 2001年第5期20卷 348-352页

作者：黄勇谈和平夏新林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

将伪光源迭加法与光线分裂跟踪算法相结合 ,通过模拟计算介质的内部发射和辐射传递 ,研究了梯度折射率 ( GRIN )半透明介质层的表观发射特性 .考虑折射率为线性分布的情况 ,计算分析了等温情况下不同参数介质层的表观方向发射率和半球... 详细信息

将伪光源迭加法与光线分裂跟踪算法相结合 ,通过模拟计算介质的内部发射和辐射传递 ,研究了梯度折射率 ( GRIN )半透明介质层的表观发射特性 .考虑折射率为线性分布的情况 ,计算分析了等温情况下不同参数介质层的表观方向发射率和半球发射率 ,并比较分析了离散层数对计算结果的影响 .

关键词：半透明介质梯度折射率表观发射特性伪光源透加法光线分裂跟踪技术等温离散层数

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石英窗口太阳能吸热腔热转换特性研究

工程热物理学报 2010年第6期31卷 1005-1008页

作者：戴贵龙夏新林于明跃哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

建立了具有石英窗口的太阳能高温吸热器的能量传递与转换模型，采用谱带辐射传递因子描述太阳光与热辐射能束的传输特性。结合谱带模型，通过蒙特卡洛射线踪迹法模拟，得到谱带辐射传递因子。在此基础上，分析了太阳能高温吸热器的热转... 详细信息

建立了具有石英窗口的太阳能高温吸热器的能量传递与转换模型，采用谱带辐射传递因子描述太阳光与热辐射能束的传输特性。结合谱带模型，通过蒙特卡洛射线踪迹法模拟，得到谱带辐射传递因子。在此基础上，分析了太阳能高温吸热器的热转换特性，考察了石英窗口的光学性能参数与吸热芯温度分布对太阳能高温热转换的影响，获得了对太阳能高温吸热腔设计有参考价值的结果。

关键词：太阳能石英窗口热转换蒙特卡洛射线踪迹法.