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Optimization of regularization parameter of inversion in particle sizing using light extinction method

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China Particuology 2007年第4期5卷 295-299页

作者： Mingxu Su Feng Xu Xiaoshu Cai Kuanfang Ren Jianqi Shen Institute of Particle and Two Phase Flow Measurement Technology University of Shanghai .for Science and Technology Shanghai 200093 China lesp UMR6614/CORIA CNRS-Universite France INSA de Rouen 76801 France

In particle sizing by light extinction method, the regularization parameter plays an important role in applying regularization to find the solution to ill-posed inverse problems. We combine the generalized cross-validation （GCV） and L-curve criteria with the Twomey-NNLS algorithm in parameter optimization. Numerical simulation and experimental validation show that the resistance of the newly developed algorithms to measurement errors can be improved leading to stable inversion results for unimodal particle size distribution.

关键词： Particle size analysis Light extinction Inversion algorithm Regularization parameter

Two-flux method for radiation heat transfer in anisotropic gas-particles media

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Science China(Technological Sciences) 2004年第6期47卷 625-640页

作者： WANG Fei CEN Kefa T.Girasole A.Garo G.Gréhan YAN Jianhua Institute for Thermal Power Engineering Zhejiang UniversityHangzhou 310027China lesp UMR 6614/CORIACNRSUniversitéet INSA de RouenBP1276801Saint Etienne du RouvrayFrance

Two-flux method can be used, as a simplification for the radiative heat transfer, to predict heat flux in a slab consisting of gas and particles. In the original two-flux method (Schuster, 1905 and Schwarzschild, 1906), the radiation field was assumed to be isotropic. But for gas-particles mixture in combustion environments, the scatterings of particles are usually anisotropic, and the original two-flux method gives critical errors when ignoring this anisotropy. In the present paper, a multilayer four-flux model developed by Rozé et al. (2001) is extended to calculate the radiation heat flux in a slab containing participating particles and gas mixture. The analytic resolution of the radiative transfer equation in the framework of a two-flux approach is presented. The average crossing parameter ε and the forward scattering ratio ζ are defined to describe the anisotropy of the radiative field. To validate the model, the radiation transfer in a slab has been computed. Comparisons with the exact analytical result of Modest (1993) and the original two-flux model show the exactness and the improvement. The emissivity of a slab containing flyash/CO2/H2O mixture is obtained using the new model. The result is identical with that of Goodwin (1989).

关键词： radiative transfer two-flux anisotropic

多重散射对含有气体和颗粒的燃烧介质中辐射传热的影响(英文)

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中国电机工程学报 2005年第3期25卷 135-140页

作者：王飞严建华 Garo A Girasole T 岑可法浙江大学热能工程研究所浙江省杭州市310027 lesp UMR6614/CORIAUniversitéet INSA de Rouen

该文采用蒙特卡洛方法研究包括吸收性气体和具有一定浓度颗粒的燃烧环境中的辐射传热。在蒙特卡洛程序被验证之后,研究了多重散射对辐射传热的影响。定义了一个临界颗粒体积份额 fv ,作为区分单次散射区和多重散射区的 ... 详细信息

该文采用蒙特卡洛方法研究包括吸收性气体和具有一定浓度颗粒的燃烧环境中的辐射传热。在蒙特卡洛程序被验证之后,研究了多重散射对辐射传热的影响。定义了一个临界颗粒体积份额 fv ,作为区分单次散射区和多重散射区的 c分界。当颗粒云的体积份额位于单次散射区和多重散射区时,其辐射通量的变化表现出不同的行为。在单次散射区,平板的辐射通量随着离子浓度增加而剧烈增长,辐射行为受到颗粒单次散射的影响。在多重散射区,离子浓度的增加不会引起辐射通量的增长,辐射通量趋近于一个固定值,辐射行为受到气体吸收和多重散射的双重影响。

关键词：热能工程气体颗粒燃烧介质辐射传热蒙特卡洛方法

APPLICATION OF GENETIC ALGORITHM IN PARTICLE SIZE ANALYSIS BY MULTISPECTRAL EXTINCTION MEASUREMENTS

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China Particuology 2004年第6期2卷 235-240页

作者： FengXu XiaoshuCai KuanfangRen GerardGréhan InstituteofParticleandTwo-PhaseFlowMeasurementTechnology UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyShanghai200093RR.China lesp UMR6614/CORIACNRS/INSAetUniversitědeRouenSiteduMadrilletAvenuedeI'universitéBP1276801SaintEtienneduRouvrayFrance

Both dependent and independent model algorithms are designed with genetic algorithm (GA) to retrieve aerosol size data from multispectral extinction measurements. Compared with the traditional dependent model algorithm, e.g., simplex, GA can locate the global optimized solution instead of local ones. As an independent model algorithm, when combined with B-splines, GA gives consistent results with Chahine and Phillip-Twomey-NNLS algorithms. Numerical simulations also show that GA has high stability and good resistance to relatively higher error levels. For a population size of 50 in the present paper, the feasible ranges for genetic operators pc and pm are found to be [0.01, 0.5] and [0.01, 0.15], respectively, and the generation number Gen_Max should be larger than 250.

关键词： particle sizing multispectral extinction genetic algorithm inversion

光复散射对消光法粒径测量的影响:复散射模型与数值模拟

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光学学报 2004年第5期24卷 696-699页

作者：苏明旭任宽芳 Grehan G 蔡小舒 Rozé C Girasole T 上海理工大学颗粒与两相流测量技术研究所 lesp UMR 6614/CORIA CNRS-Université & INSA de Rouen 76801 Saint Etienne du Rouvray France

复散射效应在光散射颗粒测量中不仅重要 ,且尚未得到很好解决。采用蒙特卡罗方法 ,对不同的光波长 ,颗粒浓度以及收接器条件下的光复散射进行了数值模拟 ,数值算法程序经与四通量模型进行对比验证 ,数值结果与单散射条件的郎伯比尔模型... 详细信息

复散射效应在光散射颗粒测量中不仅重要 ,且尚未得到很好解决。采用蒙特卡罗方法 ,对不同的光波长 ,颗粒浓度以及收接器条件下的光复散射进行了数值模拟 ,数值算法程序经与四通量模型进行对比验证 ,数值结果与单散射条件的郎伯比尔模型进行比较 ,进而讨论了复散射效应对消光法颗粒粒径测量影响。表明复散射对消光法颗粒测量的影响不仅取决于颗粒系自身的浓度 ,而且接收器的几何尺寸和接收位置起着非常重要的作用 ,减小颗粒介质层厚度和减小光接收器接收面积 ,增大接收距离以及减小接收角都能减小复散射效应对消光法粒径测量的影响。

关键词：光复散射消光法粒径测量蒙特蕾罗方法光散射数值模拟

各向异性的气体-颗粒介质内的二通量辐射传热模型

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中国科学（E辑） 2004年第9期34卷 988-1002页

作者：王飞岑可法 T.Girasole A.Garo G.Gréhan 严建华浙江大学热能工程研究所教育部能源洁净利用与环境工程重点实验室 lesp umr 6614/coria CNRSUniversite et INSA de RouenBP1276801Saint Etienne du RouvrayFrance

二通量模型是计算气体-颗粒平板内辐射热通量的简化方法.在最初的二通量模型中,辐射场被假设成在半球方向的各向同性.但是对于燃烧领域的气体-颗粒混合介质,颗粒的散射通常都是各向异性的,这样,原有的二通量模型就会由于忽略各向异性而... 详细信息

二通量模型是计算气体-颗粒平板内辐射热通量的简化方法.在最初的二通量模型中,辐射场被假设成在半球方向的各向同性.但是对于燃烧领域的气体-颗粒混合介质,颗粒的散射通常都是各向异性的,这样,原有的二通量模型就会由于忽略各向异性而产生严重的误差.文中一个多层四通量模型被运用到包含气体-颗粒混合物的辐射热通量的计算.给出了模型的解析求解过程,定义了等价的平均交叉系数η和前向散射率ζ来描述整个平板散射的各向异性.为了验证模型的准确性,计算了一个无限大平板内的辐射传递过程,并与解析结果进行了比较.结果表明提出的模型能够得到准确的结果,对原有的二通量模型具有较好的改进作用.运用本模型计算含有飞灰/CO2/H2O的燃烧产物的辐射传递,所得到的平板发射率与Goodwin的经典结果相吻合.

关键词：各向异性气体-颗粒介质二通量辐射传热模型辐射通量