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四程放大系统能流分布的模拟计算和分析

强激光与粒子束 1998年第1期10卷 11-16页

作者：景峰张小民满永在朱启华罗斌中物院核物理与化学研究所西南交通大学计算机与通信工程学院

采用下级能等效寿命来描述多程放大系统的增益恢复问题，并在此基础上建立了较为准确的多程放大系统能流分布的１维模拟程序。对带小口径电光开关的四程放大系统构型各种基本排布的模拟表明，采用１４张钕玻璃片即能达到单路输出２．８... 详细信息

采用下级能等效寿命来描述多程放大系统的增益恢复问题，并在此基础上建立了较为准确的多程放大系统能流分布的１维模拟程序。对带小口径电光开关的四程放大系统构型各种基本排布的模拟表明，采用１４张钕玻璃片即能达到单路输出２．８ｋＪ（１ω，１．５ｎｓ）的要求。

关键词：多程放大系统 ICF 驱动器能流分布模拟

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ICF内爆靶丸能流分布三维数值仿真

强激光与粒子束 2013年第8期25卷 2011-2016页

作者：黄运保赵权华中科技大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心武汉430074

针对惯性约束聚变(ICF)两区均匀模型中靶丸表面能流分布问题,采用三维离散视角因子方法进行模拟仿真。对辐照过程中出现腔壁自身遮挡的面元,利用四叉树结构进行快速剔除;实现了GPU上的靶丸能流分布的并行计算。基于该方法开发的三维仿... 详细信息

针对惯性约束聚变(ICF)两区均匀模型中靶丸表面能流分布问题,采用三维离散视角因子方法进行模拟仿真。对辐照过程中出现腔壁自身遮挡的面元,利用四叉树结构进行快速剔除;实现了GPU上的靶丸能流分布的并行计算。基于该方法开发的三维仿真软件IRAD3D 1.0,其有效性通过与解析解的对比得到了验证。不同算例模型的仿真结果表明了软件具有通用性、高效性,给出了靶丸均匀性分析的应用实例。

关键词：惯性约束聚变两区均匀模型视角因子能流分布遮挡剔除

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高倍汇聚辐射光斑能流分布测量方法研究

中国光学（中英文） 2023年第3期16卷 620-626页

作者：魏秀东赵宇航张亚南许英朝长春理工大学空间光电技术研究所吉林长春130022 中国广核新能源控股有限公司北京100000 厦门理工学院光电与通信工程学院福建厦门361024

本文提出了一种高倍汇聚辐射光斑能流分布测量新方法,采用辐射能流传感器测量光斑不同位置的能流密度,通过多项式拟合光斑不同位置的灰度与能流密度标定曲线,最终获得辐射光斑的能流分布,并详细阐述了辐射光斑能流分布的测量原理。为了... 详细信息

本文提出了一种高倍汇聚辐射光斑能流分布测量新方法,采用辐射能流传感器测量光斑不同位置的能流密度,通过多项式拟合光斑不同位置的灰度与能流密度标定曲线,最终获得辐射光斑的能流分布,并详细阐述了辐射光斑能流分布的测量原理。为了验证测量方法的准确性和可行性,进行了高倍汇聚辐射光斑能流分布测量实验,并与辐射能流传感器测量结果进行比较。结果表明:该测量方法的测量结果与辐射能流传感器的直接测量结果一致,测量偏差小于0.54%,通过分析得出该测量方法的测量不确定度为4.35%,测量准确度较传统测量方法有所提高,满足实际应用需求。

关键词：测量系统辐射光斑能流分布摄影测量法能流密度

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太阳风高速流能流分布

空间科学学报 1998年第2期18卷 104-110页

作者：卢先和魏奉思吕建永刘四清中国科学院空间科学与应用研究中心北京100080

根据Ylysses观测，比较完整地计算了高纬行星际空间太阳风能流分布．计算表明，行星际空间的高速流能流密度约为2．1×10-3J·m-2·s-1（日心距离r＝1AU），主要来自于太阳风离子所携带的动能流（占58％）和克服太阳引力的势能流（占39... 详细信息

根据Ylysses观测，比较完整地计算了高纬行星际空间太阳风能流分布．计算表明，行星际空间的高速流能流密度约为2．1×10-3J·m-2·s-1（日心距离r＝1AU），主要来自于太阳风离子所携带的动能流（占58％）和克服太阳引力的势能流（占39％）．要驱动高速流，需要在日冕底部高速流源区（日心距离r=1Rs）向外输出到太阳风的能流密度为7．1×102J·m-2·s－1·分析表明，由日冕底部向外可能输出两种形式的能流，其中一种具有较短的耗散长度，被耗散在很短的空间区域（～1—2Rs），使日冕温度迅速提高。另一种储藏在连续向外传播的太阳风中，不断耗散用以加速太阳风（＞2Rs）．

关键词：太阳风高速流能流分布加速加热

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光学误差下的槽式聚光系统能流分布研究

光学误差下的槽式聚光系统能流分布研究

作者：王海宇华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

在能源转型大背景下,太阳能热发电对构建新能源电力系统的重要性日益显著。槽式太阳能热发电技术是一种最为成熟、最早商业化的太阳能热发电技术。在实际运行中,槽式集热器同时存在多种光学误差,它们的综合作用会使集热管壁上的能流分... 详细信息

在能源转型大背景下,太阳能热发电对构建新能源电力系统的重要性日益显著。槽式太阳能热发电技术是一种最为成熟、最早商业化的太阳能热发电技术。在实际运行中,槽式集热器同时存在多种光学误差,它们的综合作用会使集热管壁上的能流分布偏离理想状态,诊断出集热器存在的光学误差对槽式光热电站的运行和维护具有重要意义。本文的目的在于通过能流分布特征对集热器可能存在的光学误差进行诊断,分析光学误差影响程度,并提供误差数值结果,为槽式光热电站运行和维护中反射镜精准调试提供参考。不同的光学误差会对能流分布产生不同的影响,通过仿真方法可以模拟出复合光学误差下的能流分布曲线。本文对课题组开发的降维算法进行了改进,完善了该算法的集热器光学误差仿真模型,并提出了一种遍历和组合分析策略,实现了对复合光学误差下的能流分布仿真。同时进行了能流分布拍摄实验,使用相机-目标拍摄方法获得了集热管壁面的真实能流分布图像,通过将真实的能流分布曲线与仿真结果进行比较,诊断出了槽式集热器的高斯斜率误差、重力形变误差、镜面偏转误差和镜面位移误差。分析结果表明,镜面偏转误差和重力变形误差是影响能流分布的关键因素,它们的共同作用导致能流分布曲线出现多个峰值并在集热管周向的分布更均匀。镜面位移误差影响到能流分布的强度和对称性,而高斯斜率误差对能流分布的影响较小。本文实验表明了通过对集热管壁面能流分布图像进行反演并诊断出相应的集热器光学误差的类型和数值是可行的。

关键词：光热发电槽式聚光能流分布图像诊断

线性菲涅尔系统集热管能流分布与流动传热特性研究

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线性菲涅尔系统集热管能流分布与流动传热特性研究

作者：钱丽北京工业大学

学位级别：硕士

目前全球各国都面临着能源匮乏的问题,而太阳能作为一种清洁能源,相比化石燃料,具有普遍性、持久性等优点,但太阳能也存在能量辐射分散、不稳定等缺点。太阳能聚光集热发电主要有:塔式、碟式、槽式和线性菲涅尔式。线性菲涅尔式聚光集... 详细信息

目前全球各国都面临着能源匮乏的问题,而太阳能作为一种清洁能源,相比化石燃料,具有普遍性、持久性等优点,但太阳能也存在能量辐射分散、不稳定等缺点。太阳能聚光集热发电主要有:塔式、碟式、槽式和线性菲涅尔式。线性菲涅尔式聚光集热发电系统具有土地利用率大、风阻小、成本低等优势,具有很大的商业化前景。本文针对线性菲涅尔式太阳能聚光集热系统进行了如下研究:本文通过理论计算设计得到了线性菲涅尔式聚光集热系统镜场的相关参数,利用光学模拟软件Sol Trace模拟得到了在不同太阳光线入射角的情况下复合抛物线聚光器、分段抛物线聚光器两种二次聚光器以及圆柱面和抛物面两种反射镜对于集热管表面能流分布的影响,并采用新型均匀度指标评估方法对结果进行分析。结果表明与分段抛物线聚光器的线性菲涅尔系统相比,复合抛物线聚光器的线性菲涅尔系统集热管表面能流分布均匀性最佳,抛物面与圆柱面反射镜的线性菲涅尔系统集热管表面能流分布均匀性近似一致,圆柱面反射镜的制造成本较低。通过建立线性菲涅尔聚光集热系统光滑集热管和内置扭带集热管的流动传热数学模型,将光学模拟中所得到的集热管表面能流分布作为边界条件,选择RNG k-ε湍流模型、采用SIMPLEC算法进行数值模拟,通过将数值模拟结果与经验关联式计算结果作比较分析,验证了数值模拟结果的准确性;研究了熔盐入口温度、流速以及管壁粗糙度对系统集热效率、集热管出口温度、进出口温差以及压降等流动传热性能的影响,结果表明,系统的集热效率随着熔盐入口温度降低和流速升高而增大,分别达到0.6991和0.6999;管内压降随着管壁粗糙度的增加而增加,管壁粗糙度为0.8mm时,压降最大为584.76Pa。对光滑集热管及内置5种不同节距扭带的集热管管内熔盐的流动传热特性进行研究,结果表明,沿集热管轴向方向熔盐温度随着管长的增加而增加,相同工况下,内置扭带集热管的熔盐出口温度及压降均大于光滑集热管,且随着扭带节距减小,熔盐出口温度及压降均逐渐增大;相同工况下,5种内置扭带集热管的努塞尔数和阻力系数都大于光滑集热管,努塞尔数约为光滑集热管的1.28～1.68倍,阻力系数约为光滑集热管的2.1～3.6倍,对不同节距的内置扭带集热管进行比较时发现扭带节距越小时,努塞尔数和阻力系数越大;当扭带节距P=300mm时,内置扭带集热管的PEC值最大为1.11,综合传热性能最佳;相同工况下,5种内置扭带集热管的集热效率均高于光滑集热管,且随着扭带节距的减小而增大;另外通过集热管壁面温度分布以及“均匀度”指标的对比分析,发现随着扭带节距的减小,内置扭带集热管管壁温度分布越均匀,扭带节距P=180mm时,“均匀度”指标最大为0.9744。

关键词：线性菲涅尔能流分布均匀度指标流动传热特性扭带

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聚光器斜率误差对能流分布影响的研究

聚光器斜率误差对能流分布影响的研究

作者：张付行湖南大学

学位级别：硕士

随着化石能源的日益枯竭和环境污染的日益严重，开发绿色新能源成为各国面临的重大问题。太阳能、风能和生物质能等可再生能源越来越受到人们的重视。其中太阳能热发电技术具有广阔的应用前景，太阳能热发电技术包括塔式、碟式和槽式系... 详细信息

随着化石能源的日益枯竭和环境污染的日益严重，开发绿色新能源成为各国面临的重大问题。太阳能、风能和生物质能等可再生能源越来越受到人们的重视。其中太阳能热发电技术具有广阔的应用前景，太阳能热发电技术包括塔式、碟式和槽式系统。其中碟式系统以其较高的热电转换效率和应用灵活等优点而受到了广泛的关注。聚光器是碟式斯特林太阳能热发电系统的重要装置，其作用是将能量密度较低的自然太阳光进行汇聚，以便太阳能斯特林发动机将其吸收，并转化成为热能，供热机做功。聚光器作为能量汇聚的装置，其在加工和安装等过程中不可避免的会产生各种误差，误差的存在会影响聚光器的焦斑能量分布特性偏离理论值，进而对整个发电系统的效率、寿命及运行可靠性等重要指标产生影响。因此本文针对某型碟式聚光器，研究了其反射面斜率误差（slope errors）对聚光器焦平面上的能流分布的影响规律。本文在碟式聚光器几何聚光比和能量聚光比等概念的基础上，推导了碟式聚光器在自然光线下反射面主要参数之间的几何关系和计算方法，以及聚光器和吸热器的各种能量损失模型，为展开聚光器焦平面上的能量密度的分布研究奠定基础。论文根据所建立的反射面主要参数之间的理论关系，并基于蒙特卡洛法研究了碟式聚光器反射面斜率误差对其焦平面能流分布的影响规律。研究过程中采用Tracepro软件建立了碟式聚光器的光线追踪分析数学模型，并通过求解该数学模型，得到了碟式聚光器焦斑能量分布特性。计算结果与文献进行对比，表明该碟式聚光器光线追踪数学模型具有较好的理论价值。为了分析进一步完善采用碟式聚光器光线追踪数学模型，论文结合有限元法思想，对聚光器反射面的斜率误差对其焦平面上的能量密度分布的影响进行了进一步研究，得出了碟式聚光器斜率误差对其焦平面上的能量分布特性的影响规律。研究结果表明，聚光器反射面的斜率误差对焦平面能量分布有较大的影响。为聚光器加工过程中斜率误差的计算提供了新的计算思路。

关键词：碟式太阳能聚光器能流分布蒙特卡洛法有限元

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塔式太阳能热电站中镜场能流分布特性与优化

塔式太阳能热电站中镜场能流分布特性与优化

作者：丁伟杰南京师范大学

学位级别：硕士

随着工业化进程的飞速发展,太阳能作为一种可再生的,清洁的,取之不尽用之不竭的理想能源,成为了世界各国的关注和研究对象。塔式太阳能光热发电系统,因其发电效率高,大规模发电经济效益好,具有深远的发展前景。本文对塔式太阳能热发电... 详细信息

随着工业化进程的飞速发展,太阳能作为一种可再生的,清洁的,取之不尽用之不竭的理想能源,成为了世界各国的关注和研究对象。塔式太阳能光热发电系统,因其发电效率高,大规模发电经济效益好,具有深远的发展前景。本文对塔式太阳能热发电系统镜场上空太阳运行轨迹、镜场工作时间、镜场反射太阳辐射能进行研究,在此基础上进行镜场设计,保证镜场反射的能量效率,并对塔式太阳能热发电系统中吸热器表面的能流分布特性进行优化,在考虑云遮挡和运动的条件下,确保吸热器的安全运行。主要工作如下:首先,对镜场进行选址和太阳运动轨迹分析。分析我国太阳辐射资源分布情况,选择光资源丰富且少云少雨的地点建立电站,利用高精度太阳位置算法分析镜场上方的太阳运动轨迹,建立高度角-方位角模型,对两分两至日太阳运动轨迹进行仿真,为进一步的研究打下基础。其次,提出基于镜场能量效率和目标电站发电规模的镜场布置方案。对镜场中定日镜的设计原理进行分析,选择镜场设计的基本方式,镜面的大小间距等参数;建立镜场能量效率模型,得到两分两至日以及全年镜场的能量效率分布情况;建立塔式太阳能热发电系统总发电效率模型,在保证发电效率的基础上对镜场进行设计,并以此为基础,得到基于电站发电规模大小的镜场设计方案,保证电站的光电转化效率,同时为后面吸热器表面能流分布优化研究打下基础。然后,提出吸热器表面能流分布优化方案,确保吸热器安全高效运行。对吸热器和传热工质的类型进行分析选择,建立定日镜反射光斑模型,分析单面定日镜在不同位置以及不同时刻反射到吸热器上的光斑能量分布特性,同时建立定日镜反射光斑的光斑能量溢出模型,分析定日镜反射光斑的指向点位置的改变对光斑溢出率的影响;对镜场所有定日镜反射能量在吸热器上的光斑反射指向点选择以及能流分布特性进行分析,提出一种基于光斑能量溢出率和吸热器表面能流分布均匀度的双目标评价函数,通过对比分析,获得最佳的吸热器表面能流分布方案。最后,分析云遮挡和云层运动对吸热器表面能流分布的影响。建立云层对太阳辐射的遮挡模型以及云层运动速度模型,分析吸热器表面能流分布的变化情况,在影响吸热器表面总能量值和光热转换总效率的情况下,对镜场进行暂时关场等处理,以确保电站运行的效率。

关键词：能流分布指向点优化云遮挡定日镜场吸热器

Littrow装置的光栅总特民生和能流分布

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北光通讯 1996年第1期 27-33页

作者：臧甲鹏 Popov.,E

运用能流分布的观点解释了光栅各种特性对槽深所依存在的某些条件下的准确周期性，对于具有一个或两个衍射级的两种光栅，能流图中涡流的形成以槽深ｈ为函数，建立了浅光栅和深光栅之间的等量关系，槽上方的能流分布（ＥＦＤ）相同，而... 详细信息

运用能流分布的观点解释了光栅各种特性对槽深所依存在的某些条件下的准确周期性，对于具有一个或两个衍射级的两种光栅，能流图中涡流的形成以槽深ｈ为函数，建立了浅光栅和深光栅之间的等量关系，槽上方的能流分布（ＥＦＤ）相同，而在深光栅中存在一定数目的涡流，它们都藏于每一沟槽的内部。完全闪耀和反闪耀（ａｎｔｉ－ｂｌａｚｉｎｇ）与这些涡流相对于沟槽顶端的位置密切相关。

关键词：光栅能流分布涡流