用于模拟表面之间的热辐射的方法技术

一种用于通过计算灰体、扩散表面之间的辐射交换来模拟热耦合表面辐射对固体的影响的方法，该固体具有能够被暴露于辐射的至少一个表面，其特征在于将被暴露于辐射的一个或多个表面被自适应地、分级地细分成相同或虚拟地相同辐射强度的辐射瓦片，并且借助于分级视角因数法来实现从照射得到的表面温度，该视角因数法包括使用主立体角细分来评估立体角积分，该主立体角细分包括均匀视角因数离散化，其中，通过球面投影将每个立体角细分自适应地且分级地离散化到其部分区域，并且其中，可以借助于射线描迹来确定该立体角积分的所有部分量的总数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及用于计算热表面福射的方法和关联算法及其用于特别地相对于诱铸 过程来模拟热禪合表面福射的影响的使用。 此外，将在进一步有帮助的方法的算法的范围内描述本专利技术，在该里将其描述为 是用于计算热表面福射的方法和算法的一部分，及其用于模拟热禪合表面福射的影响的使 用，然而，其应用不仅限于该里所述的方法和算法。 因此，本专利技术此外设及一种供在模拟或计算过程中使用W便实现所使用的计算机 时间和计算机存储器方面的节省的用于立体角的离散化的方法。 因此，本专利技术还设及一种供在模拟或计算过程中使用W便实现所使用的计算机时 间和计算机存储器方面的加速度和节省的射线描迹的方法。特别地，提出一种借助于并行 计算来单独地加速射线描迹计算且与通过瓷砖成簇的各向异性切比雪夫距离计算和/或 附加加速度相组合的非常规方法。[000引目录表
技术介绍
【附图说明】 原理 福射表面处的能量平衡 入射热通量的计算 福射瓦片 立体巧的离前化 分级系统 对几何结构和温度分布的适应 射线描迹 [001引加巧麼 射线描迹 瓦片成簇 各向异性切比雪夫距离 并行射线描迹 热计算 示例忡麻用
技术介绍
许多重要性质由温度确定，诸如材料或介质的粘度、导电性、比积或化学反应性。 例如，在诸如金属、玻璃、陶瓷之类的固态物质的烙化、提纯和/或形成领域中，例如，观察 某些温度（常常也W时间相关方式）具有重大意义。 本专利技术设及用于计算热表面福射的方法和关联算法及其用于特别地相对于诱铸 过程模拟热禪合表面福射的影响的使用。本专利技术还设及一种用于通过计算灰体、扩散表面之间的福射交换来模拟热禪合表 面福射的影响的方法，其特征在于将待被福射的一个或多个表面被自适应地、分级地细分 成相同或虚拟地相同福射强度的福射瓦片（tile)，并且借助于射线描迹来将由照射产生的 表面温度计算为福射瓦片的所有部分量的总数。 如上所述，本专利技术还设及一种方法，其中，通过球面投影来将立体角自适应地且分 级地离散化到其部分区域。本专利技术还设及一种如上所述的方法，其中，加速了射线描迹程 序。 此外，在进一步有帮助的方法的算法的范围内描述本专利技术，在该里将其描述为是 用于计算热表面福射的方法和算法的一部分，及其用于模拟热禪合表面福射的影响的使 用，然而，其使用不仅限于该里所述的方法和算法。 此外，本专利技术设及一种用于通过计算灰体、扩散表面之间的福射交换来模拟热禪 合表面福射对固体的影响的方法，该固体具有能够被暴露于福射的至少一个表面，其特征 在于将待被暴露于福射的一个或多个表面被自适应地、分级地细分成相同或虚拟地相同福 射强度的福射瓦片，并且借助于分级视角因数法来实现由照射产生的表面温度，该视角因 数法包括使用主立体角细分来评估立体角积分，该主立体角细分包括均匀视角因数离散 化，其中，通过球面投影将每个立体角细分自适应地且分级地离散化到其部分区域，并且其 中，可W借助于射线描迹来确定该立体角积分的所有部分量的总数。 本专利技术还设及如上文所指示的方法，根据该方法加速了射线描迹，特别地，根据该 方法，通过福射瓦片成簇（clustering)来加速每个射线描迹，根据该方法，通过各向异性 切比雪夫距离法来加速每个射线描迹，和/或根据该方法借助于并行计算来加速每个射线 描迹。此外，本专利技术此外设及计算机可读介质上的计算机软件产品，其提供了用于执行 如上文所指示的方法的软件代码。Bindick、Ahrenholz和Krafczyk在ISBN978-953-307-550-1，AzizBelmiloudi Editor,printed2011-02-14,Chapter7 -"EfficientSimulationofTransientHeat TransferProblemsinCivilEngineering" 中的"HeatTransfer-Mathematical Modelling,NumericalMethodsandInformationTechnology"中概述了S个维度上的热 禪合福射的
内的现有技术（特别地参见7. 3节）。从而在参考此作品时将其观察 结果整体地结合到本文中。EP1 667 069Al描述了一种用于通过使用射线描迹来确定半透明介质中的局部 福射强度的分布的方法，其中，介绍了用于确定显示出至少一个边界表面的半透明介质中 的局部福射强度的分布的具有同时较小存储器要求的显著更快的方法。【附图说明】 图I. 通过单位球面的一半的立体角的图示。 图2. 立体角的安全嵌入离散化的示例。图 3. 单位球面的固定细分的所选原理的图示，视图沿着福射瓦片的法线方向"从上方 看"。该细分类似于祀且包括方位角布置段，其又形成径向环。图 4. 用于从等式（7)得到的参数化（r= 4,n= 10)的方向矢量的系统的示例。根据 (7a)的方向的总数等于N= 86。图 5.[004引A;用细分（r，n) = (4,10)从第一水平创建第二细化水平，参见图4。B;从第二水 平创建的第S水平，参见图4。C;来自全部S个水平的方向矢量。在矢量的原点处使用不 同的符号来表征来自不同水平的矢量，比较使用图4、5.A、5.B。根据射线描迹法来发送出用 于图5.C中所示的所有方向的射线。图6. 用于从角离散化的不同细化水平中选择福射源的流程图。图7. 立体角的已修改离散化的示例。在图中，在细化方向上标记来自不同水平的球面 矩形。图 8.[004引笛卡尔网格上的射线描迹图。其包括与正交网格的交叉点序列的检测。图 9. 从正交网格单元的单独福射侧边（十字）开始的瓦片结构的支持变体。图 10.[005引借助于2D示例的切比雪夫距离的图示。IOA ;各向同性切比雪夫距离。IOB ;各向 异性切比雪夫距离。图11. 各向异性切比雪夫距离所支持的2D射线描迹的示例。图 12. 使用福射模型计算的用于烙模铸造项目的热结果的示例。实际应用的示例。图13.[005引大象家族（ele地antfamily);模型效率的测试、掩膜效果和与热源的距离。热量 来自图像的左上方处的球。图 14. 具有半封闭式腔体的烙炉中的4个齿轮组件的同时热处理的建模。A;整体模型。 B;回火组件。热源被安装在左侧和右侧墙壁上。图 15. 用=个车厢的计算情形。热源在前面顶端处，在图像中未示出。 图 16. 烙炉中的5个铸造累外壳的热处理。【具体实施方式】 原理猛射表而化的能量平衛 通过修改用于福射表面处的能量平衡条件的等式，在热模型中将表面福射考虑在 内。 在没有福射的情况下，单独地用热传导流来表示此条件， (1). (1)中的具有索引L和R的变量表征了对应于表面的左侧和右侧的热传导率和温 度梯度。矢量东是法向面矢量。 附加项、净热通量密度通过福射进入平衡等式（1):<当前第1页1 2 3 4 5 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于通过计算灰体、扩散表面之间的辐射交换来模拟热耦合表面辐射对固体的影响的方法，该固体具有能够被暴露于辐射的至少一个表面，其特征在于，将待被暴露于辐射的一个或多个表面被自适应地、分级地细分成相同或虚拟地相同辐射强度的辐射瓦片，并且借助于分级视角因数法来实现由照射造成的表面温度，该视角因数法包括使用主立体角细分来评估立体角积分，该主立体角细分包括均匀视角因数离散化，其中，通过球面投影将每个立体角细分自适应地且分级地离散化到其部分区域，并且其中，可以借助于射线描迹来确定该立体角积分的所有部分量的总数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅各布·费恩伯格，
申请(专利权)人：马格马铸造工艺有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE