一种表面间辐射分布因子计算方法技术

本发明专利技术公开了一种表面间辐射分布因子计算方法，属于传热分析技术领域，方法包括：利用三次样条插值法将异形反射罩的表面曲线划分为多个子区间；建立各子区间的三次多项式和微分式；建立三次多项式的系数方程矩阵求解相应系数；建立包含异形反射罩和辐射面的封闭体，确定封闭体表面数量和吸收率并编号；在笛卡尔坐标系中建立各表面的数学描述；确定射线发射的预设次数；确定射线的发射位置和发射方向；确定射线与封闭体表面的交点方程；结合表面约束范围，获取射线与目标表面实际交点；根据存在交点的目标表面的吸收率，判断射线是否被目标表面吸收，直至射线发射次数达到预设次数；统计各个目标表面的射线吸收数量，计算各表面的辐射分布因子

【技术实现步骤摘要】
一种表面间辐射分布因子计算方法


[0001]本专利技术属于传热分析
，具体涉及一种表面间辐射分布因子计算方法
。

技术介绍

[0002]传热学是研究具有不同温度的物体之间能量传递规律的一门学科
。
在能源动力
、
机械制造
、
建筑工程
、
交通运输
、
航空航天等领域中存在大量的热量传递问题
。
传热的基本方式有热传导
、
热对流和热辐射三种
。
热辐射的发射和吸收均具有空间方向特性，因此，表面间的辐射换热与表面吸收率
、
表面几何形状
、
大小和各表面的相对位置等几个因素均有关系，这种因素常用辐射分布因子来考虑
。
辐射分布因子是一个非常重要的理论参量，在工程实践中极为重要，它的计算主要用于计算物体在外界热流作用下的表面温度和发热量，从而为改善物体内部热能调节提供参考，更有利于维护热环境和节能减排
。
[0003]辐射分布因子的计算方法之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种表面间辐射分布因子计算方法，其特征在于，包括：
S101
：利用三次样条插值法将异形反射罩的表面曲线划分为多个子曲线，每个所述子曲线对应一个子区间；
S102
：建立各个所述子区间的三次多项式和微分式；
S103
：结合所述三次多项式和所述微分式，建立所述三次多项式的系数方程矩阵，计算所述系数方程矩阵得到每个所述三次多项式的系数方程；
S104
：建立包含所述异形反射罩和辐射面的封闭体，确定所述封闭体的表面数量，并对各个表面进行编号，确定各个表面的吸收率；
S105
：在笛卡尔坐标系中建立各个表面的数学描述，其中，所述数学描述包括表面方程
、
相应的法线方程和表面约束范围；
S106
：确定射线发射的预设次数，其中，所述射线由所述辐射面射出；
S107
：确定所述射线发射的发射位置和发射方向；
S108
：根据所述封闭体的各个所述表面方程以及所述射线的发射方向，确定所述射线与所述封闭体的表面的交点方程；
S109
：对所述交点方程进行计算，并结合各个表面的所述表面约束范围，获取所述射线与所述封闭体的目标表面的实际交点；
S110
：根据存在交点的所述目标表面的吸收率，判断所述射线是否被所述目标表面吸收，在所述射线未被所述目标表面吸收的情况下，计算所述射线的反射方向直至被某一表面吸收；在所述射线被所述目标表面吸收的情况下，确定所述目标表面的编号并记录，否则，返回
S107
，直至所述射线发射的次数达到所述预设次数；
S111
：在所述射线发射的次数达到所述预设次数的情况下，统计各个所述目标表面的射线吸收数量，计算各个表面的辐射分布因子
。2.
根据权利要求1所述的表面间辐射分布因子计算方法，其特征在于，所述
S102
具体包括：
S1021
：假设三次样条函数为
S
，各所述子区间的三次多项式为：
S
i
(x)
＝
a
i
+b
i
(x
‑
x
i
)+c
i
(x
‑
x
i
)2+d
i
(x
‑
x
i
)3,(i
＝
0,1,
…
,n
‑
1)
其中，
a
i
、b
i
、c
i
和
d
i
为所述三次样条函数的系数，
S
i
(x)
表示第
i
个所述子区间的所述三次样条函数；
S1022
：根据三次样条插值法和连续性得到所述三次样条函数的取值函数：
S
i
(x
i
)
＝
y
i
S
i
(x
i
+1)
＝
y
i+1
,(i
＝
0,1,
…
,n
‑
1)
；
S1023
：根据微分连续性，可得所述三次样条函数的一阶导函数和二阶导函数分别为：
S
′
i
(xi+1)
＝
S
′
i+1
(x
i+1
)S
″
i
(x
i+1
)
＝
S
″
i+1
(x
i+1
)
，
(i
＝
0,1,
…
,n
‑
2)
；
S1024
：所述子区间的微分式为：
S
′
i
(x)
＝
b
i
+2c
i
(x
‑
x
i
)+3d
i
(x
‑
x
i
)2，
(i
＝
0,1,
…
,n
‑
1)S
″
i
(x)
＝
2c
i
+6d
i
(x
‑
x
i
)
，
(i
＝
0,1,
…
,n
‑
1)。3.
根据权利要求2所述的表面间辐射分布因子计算方法，其特征在于，所述
S103
具体包括：
S1031
：建立所述子区间的步长函数
h
i
，其中，所述步长表示所述子区间的长度：
h
i
＝
x
i+1
‑
x
i
；
S1032
：将所述三次样条函数的取值函数
、
所述一阶导函数
、
所述二阶导函数
、
所述三次多项式和所述微分式代入所述步长函数可得基础函数：
S
i
(x
i
)
＝
a
i
＝
y
i
S
i
(x
i+1
)
＝
a
i
+h
i
b
i
+h
i2
c
i
+h
i3
d
i
＝
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟冰雪，戴博斌，陈道敏，罗杭，郑佳超，徐静，黄奇辉，王慧，沈李赟，骆轶群，李松，杨义杰，王雨佳，
申请(专利权)人：浙江理工大学科技与艺术学院，
类型：发明
国别省市：