- Артикул:00-01056448
- Автор: С.Т. Суржиков
- ISBN: 5-7038-2605-5
- Тираж: 300 экз.
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: МГТУ им. Н.Э.Баумана (все книги издательства)
- Город: Москва
- Страниц: 512
- Формат: 60x90/16
- Год: 2004
- Вес: 772 г
- Серия: Компьютерные модели физической механики (все книги серии)
Развернуть ▼
Введены основные понятия теории переноса лучистой энергии в горячих газах и низкотемпературной плазме. Представлена формулировка феноменологических коэффициентов и функций теории переноса, а также их связь с квантовыми характеристиками. Приведены основные законы теории переноса теплового излучения. Сформулировано уравнение переноса и даны наиболее часто употребляемые его частные формы. Обсуждаются особенности применения моделей элементарных радиационных процессов к построению феноменологических моделей переноса излучения. Представлены методы интегрирования уравнения переноса излучения по частоте и по пространственным переменным.
Для научных сотрудников и инженеров в области теплообмена излучением, физической газовой динамики и физики низкотемпературной плазмы, а также для студентов и аспирантов физико-технических специальностей университетов.
Оглавление
Предисловие
Глава 1. Основные характеристики теории переноса теплового излучения
1.1. Спектральная интенсивность излучения и основные усредненные характеристики теплового излучения
1.2. Феноменологические коэффициенты теории переноса теплового излучения
1.3. Радиационные характеристики поверхностей
1.4. Спектральные, групповые и интегральные характеристики теории переноса теплового излучения
Глава 2. Фундаментальные законы теплового излучения. Термодинамическая формулировка
2.1. Равновесное тепловое излучение
2.2. Принцип детального равновесия
2.3. Абсолютно черное тело. Закон Планка
2.4. Функции излучения абсолютно черного тела
2.5. Следствия из закона Планка
2.6. Закон Кирхгофа
2.7. Закон Ламберта
2.8. Закон Бугера
2.9. Термодинамика равновесного теплового излучения
2.10. Приближение локального термодинамического равновесия
Глава 3. Уравнение переноса селективного теплового излучения
3.1. Уравнение переноса теплового излучения. Общие и частные формулировки
3.2. Формальное решение уравнения переноса
3.3. Формулировка уравнения переноса в различных одномерных геометриях
3.3.1. Прямоугольная декартова система координат. Одномерный случай (бесконечный плоский слой)
3.3.2. Сферическая система координат. Одномерный случай (сферическая симметрия)
3.3.3. Цилиндрическая система координат. Одномерный случай (цилиндрическая симметрия)
3.4. Уравнения переноса излучения в трехмерном случае
3.4.1. Прямоугольная декартова система координат
3.4.2. Сферическая система координат
3.4.3. Цилиндрическая система координат
3.5. Интегральная форма уравнения переноса излучения для произвольной геометрии
3.6. Интегральная форма уравнения переноса излучения для плоского слоя применительно к задачам физики звездных фотосфер. Задача Милна
3.7. Феноменологический вывод уравнения переноса излучения
3.8. Граничные условия, формулируемые для уравнения переноса излучения
Глава 4. Основные понятия теории моделирования радиационных процессов
4.1. Феноменологическое введение квантовых понятий в теорию переноса излучения
4.1.1. Коэффициенты Эйнштейна
4.1.2. Связь между коэффициентами Эйнштейна
4.1.3. Скорости элементарных радиационных процессов
4.1.4. Связь феноменологических коэффициентов поглощения и излучения с коэффициентами Эйнштейна
4.1.5. Приближение полного перераспределения по частотам
4.1.6. Спектральный объемный коэффициент поглощения с поправкой на вынужденное излучение
4.1.7. Спектральная функция источников в линии
4.2. Общие сведения о способах расчета вероятностей квантовых переходов
4.3. Иерархия моделей описания радиационных процессов
4.3.1. Модели элементарных радиационных процессов
4.3.2. Модели статистических радиационных процессов
4.3.3. Феноменологические модели радиационного переноса
Глава 5. Модели и методы переноса селективного теплового излучения в условиях ЛТР
5.1. Приближения предельных оптических толщин
5.1.1. Приближение оптически тонкого слоя
5.1.2. Приближение оптически толстого слоя
5.2. Методы интегрирования уравнения переноса по угловым переменным
5.2.1. Модель плоского слоя
5.2.2. Метод Шварцшильда-Шустера
5.2.3. Диффузионное приближение
5.2.4. Метод Эддингтона
5.3. Метод моментов
5.4. Метод эффективных излучательных способностей
5.4.1. Метод эквивалентного излучающего объема
5.4.2. Метод произвольных от полусферических испускательных способностей
Глава 6. Методы сферических гармоник (Рм-метод)
6.1. Применение метода сферических гармоник к решению задачи переноса излучения в плоском слое
6.2. Применение метода сферических гармоник к решению задачи переноса излучения в осесимметричной слое
6.3. Конечно-разностные схемы численного интегрирования двумерных уравнений Р1-приближения метода сферических гармоник
6.4. Особенности формулировки граничных условий для методов сферических гармоник
6.4.1. Граничные условия Марка
6.4.2. Граничные условия Маршака
6.5. Формулировка уравнений Pi-приближения метода сферических гармоник для произвольной геометрии
Глава 7. Метод конечного объема для решения задач теории переноса теплового излучения
7.1. Общие понятия
7.2. Понятие о консервативных и неконсервативных численных схемах
7.3. Формальное описание метода
7.4. Расчетные соотношения метода конечного объема в двумерной геометрии
7.4.1. Расчетные формулы для потоков при использовании потоковой аппроксимации и центрированного в объеме метода конечного объема
7.4.2. Расчетные формулы для потоков при использовании потоковой аппроксимации и центрированного в узлах метода конечного объема
7.4.3. Расчетные формулы для потоков при использовании центрально-разностной аппроксимации и центрированного в объеме метода конечного объема
7.4.4. Расчетные формулы для потоков при использовании центрально-разностной аппроксимации и центрированного в узлах метода конечного объема
7.4.5. Представление производных в методе конечного объема
7.5. Расчетные соотношения метода конечного объема в трехмерной геометрии
7.5.1. Вводные замечания
7.5.2. Расчет объема трехмерной ячейки
7.6. Формулировка уравнений метода конечного объема применительно к двумерной задаче переноса теплового излучения в области произвольной геометрии
7.6.1. Вариант центрированного в объеме метода конечного объема, основанный на центрально-разностной аппроксимации
7.6.2. Вариант центрированного в объеме метода конечного объема (МКО), основанный на потоковой аппроксимации
Глава 8. Методы дискретных ординат, характеристик и дискретных направлений
8.1. Одномерная формулировка
8.2. Трехмерная формулировка
8.3. Расчет переноса излучения без учета эффектов светорассеяния
8.4. Метод характеристик
8.4.1. Метод характеристик для одномерной сферической геометрии
8.4.2. Метод характеристик с интерполяцией
8.4.3. Консервативный метод характеристик с интерполяцией
8.5. Sn -метод
8.5.1. Применение Sn -метода для решения одномерных задач
8.5.2. Применение Sn -метода для решения двумерных задач
8.5.3. DSn -метод
8.6. Методы непосредственного численного интегрирования угловой зависимости интенсивности излучения
Глава 9. Потоковые методы
9.1. Методы модифицированных сферических гармоник. DРL-методы
9.2. Метод полумоментов
9.3. Итерационные методы решения уравнения переноса
9.3.1. Метод последовательных приближений
9.3.2. Аналитические итерационные методы
9.3.3. Вариационные методы решения уравнения переноса излучения
9.4. Метод квадромоментов
Глава 10. Статистическое моделирование переноса теплового излучения в неоднородных объемах светорассеивающих горячих газов
10.1. Общие понятия о принципах имитационного моделирования распространения излучения в рассеивающей среде
10.2. Исходная информация имитационного моделирования
10.3. Расчет случайных чисел распределенных по произвольным законам
10.4. Моделирование изотропного случайного вектора
10.5. Дискретизация исследуемого объема
10.6. Определение начальных координат траекторий
10.7. Построение прямолинейного участка траектории в замкнутой области
10.8. Моделирование длины свободного пробега
10.9. Розыгрыш столкновений
10.10. Моделирование процессов поглощения и рассеяния
10.11. Регистрация конца историй фотонов
10.12. Регистрация актов поглощения
10.12.1. Регистрация частиц, покидающих исследуемый объем через цилиндрическую поверхность
10.12.2. Регистрация фотонов на плоскостях z = 0 и z = Н
10.13. Определение спектральной силы излучения по результатам моделирования
10.14. Определение плотностей радиационных потоков
10.15. Особенности имитационного моделирования в твердых и жидких средах
10.16. Оценка достоверности имитации и некоторые другие алгоритмы статистического моделирования
Глава 11. Методы учета спектральной зависимости коэффициентов поглощения в теории теплообмена излучением
11.1. Классификация спектральных оптических моделей
11.2. Среднеинтегральные коэффициенты поглощения
Глава 12. Методы интегрирования уравнения переноса по частоте электромагнитного излучения
12.1. Обзор методов интегрирования уравнения переноса по частоте в задачах теплообмена излучением и радиационной газовой динамики
12.2. Модели разделения переменных интегрирования
12.2.1. Приближение Милна-Эддингтона
12.2.2. Модель разделяющихся переменных в коэффициенте поглощения
12.2.3. Методы разделения переменных Шмыглевского
12.2.4. Моментный метод, использующий в качестве независимой переменной коэффициент поглощения
12.2.5. Методы лебегова усреднения
12.3. Групповые модели
12.3.1. Основные типы групповых моделей
12.3.2. Метод группового усреднения
12.4. Line-by-line модели
12.4.1. Расчет параметров атомных линий
12.4.2. Расчет коэффициентов поглощения в молекулярных линиях
Глава 13. Модели нелокального усреднения
13.1. Квазидиффузионный метод Гольдина
13.1.1. Уравнения метода квазидиффузии в случае одномерной плоской геометрии
13.1.2. Уравнения метода квазидиффузии в случае двумерной геометрии
13.1.3. Потоковый вариант метода квазидиффузии
13.2. Многогрупповой квазидиффузионный метод
13.3. Интегральное квазидиффузионное приближение
13.4. Метод усреднения уравнения переноса Анфимова и Шари
13.5. Метод усредненных уравнений переноса Немчинова
13.6. Метод усредненных парциальных характеристик
13.7. Метод нелокальных интегральных характеристик для больших градиентов температуры и химического состава
13.8. Метод эффективных сечений
13.9. Метод эффективных полумоментных характеристик
13.10.Метод эффективных квадромоментных характеристик
Глава 14. Модели полос. Статистические модели
14.1. Общие понятия
14.2. Статистический подход к расчету переноса теплового излучения в спектральных линиях
14.3. Усреднение параметров спектральных линий в неоднородных объемах сплошной среды. Приближение Кертиса-Годсона
14.4. Эквивалентная ширина и средняя поглощательная способность групп атомных линий в модельном представлении
14.5. Эквивалентная ширина и поглощательная способность полос вращательных линий при электронно-колебательно-вращательных переходах
14.6. Применение статистических моделей к расчету переноса селективного излучения в плоских слоях низкотемпературной плазмы
14.7. Математическая технология обработки информации по атомным линиям для расчета температурных зависимостей групповых функций
14.8. Перенос излучения в объемах произвольной геометрии с учетом спектральных линий
14.9. Макростатистическая модель для описания теплообмена излучением с учетом спектра колебательных полос
14.9.1. Формулировка статистических модели молекулярных линий применительно к одной линии
14.9.2. Формулировка макростатистической модели для однородного оптического пути
14.9.3. Формулировка макростатистической модели для неоднородного оптического пути
14.9.4. Расчет переноса излучения методом полумоментов совместно с макростатистической моделью
14.9.5. Результаты расчетов интегральных радиационных потоков в плоских неоднородных слоях газов, содержащих молекулы Н2О и СО2
14.10. Расчет имитационными методами Монте-Карло переноса излучения с учетом вращательных линий молекулярного спектра
14.10.1. LBL-метод
14.10.2. Гибридный метод статистического моделирования
14.10.3. Метод усредненных коэффициентов линейчатого поглощения
14.10.4. LBL-метод с малым числом моделируемых траекторий
14.10.5. Тестовые расчеты
14.10.6. Результаты расчетов спектральной направленной излучательной способности
14.11. Пространственная модель излучения струй продуктов сгорания
Список литературы
Предметный указатель
Рекомендуем
