離散坐標法

離散坐標法是基於對輻射強度的方向變化進行離散,通過求解覆蓋整個立體角的一組離散方向上的輻射傳遞方程而得到問題的解。 等人最早將離散坐標法引入到一維平行平板輻射換熱問題的求解中,之後Fivelan 等提出了一種改進的離散坐標法,並將其套用於三維理想爐內輻射換熱問題的研究中。

計算輻射換熱的一種數值方法。
離散坐標法(Discrete-Ordinates Method)又稱 S N近似法,其基本思想為假定在空間一定立體角內輻射強度均勻即不隨方向變化,然後將立體角劃分為若干離散的角度,對每一個離散的角度方向將輻射傳遞方程化為一個偏微分方程進行求解,不同離散方向的輻射強度通過源項耦合在一起。複雜的積分微分方程可簡化為一些耦合的線性微分方程,這些微分方程的因變數則是平均的輻射強度。SN 近似的角度離散的方向不能隨便選取,要求滿足一定的約束。離散坐標法是基於對輻射強度的方向變化進行離散,通過求解覆蓋整個立體角的一組離散方向上的輻射傳遞方程而得到問題的解。離散坐標最早是由Chandrasekhar在研究星際和大氣輻射問題時提出的,隨後被Lathrop套用於中子輸運理論。Love 和Grosh 等人最早將離散坐標法引入到一維平行平板輻射換熱問題的求解中,之後Fiveland、Trulove、Kim 和Lee等人將其推廣到多維輻射換熱問題的研究。Chai 等分析了假散射和射線效應對離散坐標法計算輻射換熱問題的影響;賀志紅研究了離散坐標法計算適體坐標系下輻射換熱問題;Li 等提出了一種改進的離散坐標法,並將其套用於三維理想爐內輻射換熱問題的研究中。
離散坐標法的主要優點:(a) 將輻射傳遞方程轉化成微分表達式,便於同一般輸運方程耦合求解;(b) 相對蒙特卡洛法、區域法,離散坐標法對計算機的性能要求較低;(c) 可以很方便地處理各向異性散射項。因此,離散坐標法在含散射性介質的流動、燃燒和傳熱的數值模擬中套用較多。但離散坐標法本身仍有一些問題需要進一步研究,如:角度方向的離散方式,即方向餘弦及其權值的選取和構造;假散射和射線效應;離散階數較低時,計算誤差較大。

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