多分散细水雾遮蔽热辐射的高效计算方法-论文.pdf

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1、第33卷第4期红外与毫米波学报vO1．33．No．42014年8月J．InfraredMillim．WavesAugust，2014文章编号：1001—9014(2014)04—0436—06DOI：10．3724／SP．J．1010．2014．00436多分散细水雾遮蔽热辐射的高效计算方法杜永成，杨立，谢志辉，‘孙丰瑞(海军工程大学船舶与动力学院热工教研室，湖北武汉430033)摘要：建立了多分散细水雾0．8～20m辐射特性参数数据库和谱带一灰体模型，并提出了采用数据库调用获取辐射特性参数、采用谱带一灰体模型

2、处理细水雾非灰特性相结合的方法．通过将该方法计算的无量纲辐射热流与采用Mie理论和窄谱带模型计算的结果作对比，证明该方法准确可靠．通过精度分析和效率分析，证明所提方法既可保证精度在可接受的水平，又能使计算时间大幅缩减．关键词：多分散细水雾；热遮蔽；辐射特性参数；谱带一灰体模型；数据库中图分类号：TN216文献标识码：ACalculationofradiativeheatshieldingwithpolydispersewaterspraysDUYong-Cheng，YANGLi，XIEZhi—Hui，SUNFe

3、ng—Rui(CollegeofNavalArchitectureandPower，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Adatabaseofradiativepropertiesofsprayscovetingthewavelengthrangeof0．8～20manddropletsradiusrangeof1～300LLmwasconstructed．Amethodofcombiningdatabasecallsforradiat

4、ivepropertiesacquisitionandspec—tralbands—greyassumptionmodelforprocessingthenon—greycharacteristicsofsprayswasproposed．Theresultfordi—mensionlessradiativeheatfluxcalculatedwiththemethodwascomparedwiththeresultsobtainedbythismethodandgotbyMietheoryandspectra

5、lbandsmodelwithMonteCarlomethod．Itwasfoundthatthemethodofdatabasecallscorn—binedwithspectralbands—greyassumptionmodelcannotonlyguaranteethecalculationaccuracyatanacceptablelevel，butalsoreducetheCPUtimesignificantly．Keywords：finewatersprays，radiativeheatshiel

6、ding，radiativeproperties，spectralbands—greyassumptionmodel，da—tabasePACS：02．6O．Cb，44．40．+a计算效率．引言在可接受的精度范围内简化该过程一直是国《蒙特利尔协议》对哈龙灭火器的禁用催生了内外研究的热点和重点．文献[5—6]采用索特均值一系列新型灭火技术，其中细水雾技术因灭火效率粒径将多分散细水雾等效成单分散系计算平均辐高、绿色环保而得到广泛应用，国内外学者均对此开射特性参数；Viskanta和Godoy7-8j则各自采用光学展

7、了大量研究¨J．将细水雾当作一种屏障，依靠大参数比例缩放的方法使计算效率提高；Chylek量细小雾滴的散射与吸收作用来遮蔽衰减火焰、高等采用了多项式近似法计算Mie系数；YuH．T．温坚壁等的热辐射，用来保护工业设施和人体免遭等叫采用了几何光学近似的方法计算辐射特性参伤害，已成为一种有效的安全防护手段J．近年来数；而文献[11]则对各向异性散射相函数进行近以法国LEMTA实验室为代表的研究团队对该问题似处理，将前向散射视为有效透射辐射而将其它进行了深入研究．由于热辐射在细水雾中的传输方向视为各向同性散射，从而简

8、化了对内散射的涉及到辐射特性非灰、雾滴粒径非均一及多重散射计算．以上近似方法都或多或少存在误差，有时是等问题，精确的计算该过程往往比较费时，而与导工程计算中不希望出现的．Shigenao建立了辐热、对流、蒸发等传热传质过程相耦合时更是制约着射特性参数数据库(RadiativeParametersDatabase，收稿日期：2013—05—27，修回日期：2014—06-04Receiv