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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
本文主要工作是在高精度气体模型的基础上建立排气系统红外辐射特性三维计算程序，并通过实验方法进行验证。研究了不同工作状态下轴对称收扩喷管空腔-喷流组合红外辐射和喷流红外辐射特性的传输机制，以及强化混合控制措施对喷流红外辐射特性的影响。研究了逐线计算法、统计窄带模型和窄带k-分布模型三种高精度气体模型。经过对比，窄带k-分布模型的精度比统计窄带模型高，与逐线计算的相当，而且它是以吸收系数作为基本参数的方法，适合于任何求解辐射传输的方法，所以选择窄带k-分布模型作为三维排气系统气体红外辐射特性计算的方法。排气系统热喷流存在温度梯度、压力梯度非常大的区域，通过研究发现通常用于处理非均匀路径的相关窄带k-分布的相关性假设在这种情况下不成立，这样就使得窄带k-分布模型应用于排气系统热喷流的辐射传输相当困难。另外，排气系统热喷流的红外辐射计算中涉及的二氧化碳和水蒸汽的混合气体，它们在3-5μm波段有许多重叠带，窄带k-分布法处理混合性气体辐射特性计算时，计算量的增长与积分点的增长成平方关系，所以在保证精度的前提下，选择较少积分点的积分方法可以有效地减少计算量。本文研究了5种高斯积分方式：Gauss-Lobatto7点积分、Gauss-Lobatto5点积分、Gauss-Lobatto4点积分、Gauss-Legendre4点积分和Gauss-Legendre2点积分。经研究发现，Gauss-legendre4的精度仅次于Gauss-lobatto7的精度，选择Gauss-legendre4可以使混合气体辐射传输计算的计算量比Gauss-lobatto7减少了67%。本文在高温高分辨率气体光谱数据库HITEMP的基础上建立了不同温度、压力、摩尔浓度和波数下的窄带k-分布数据库。该数据库的建立不仅解决了窄带k-分布应用于三维非均匀路径下的气体辐射传输的难题，而且由于省去了计算累积分布函数反函数的过程，极大地提高了计算效率。综合对比各种处理辐射传输题目的计算方法，选择有限体积法离散基于窄带k-分布的辐射传输方程，求解排气系统红外辐射特性。其中，对于处理喷管热壁面边界辐射耦合题目，提出了空间多重角度离散的方法，使排气系统红外辐射程序在保证计算精度的同时，探测方向更加灵活，克服了有限体积法求解喷管空腔-喷流组合辐射强度分布时角度离散不够多的题目。另外通过实验测量了一个模型收敛喷管的辐射特性对本程序进行验证，计算结果与实验结果对比良好，实验验证过程发现，大气对喷流红外辐射特性的衰减作用不容忽视，考虑大气衰减的计算结果比不考虑大气衰减的结果相对误差最多降低了31.183%。采用本程序计算了欠膨胀状态，设计状态和过膨胀状态下的轴对称收扩喷管的辐射传输特性。结果发现，欠膨胀状态、设计状态与过膨胀状态的空腔-喷流组合辐射在天顶角小于90º时依次增大，这与喷管的出口面积有关；而在天顶角90º只有喷流的红外辐射时它们又依次减小，这是与喷流的流动特点有关。从而说明喷流流动特点的改变影响红外辐射的大小，通过控制喷流的流动可以控制喷流红外辐射强度。另外，研究了采用微射流与脉冲射流强化混合控制措施对喷流红外辐射特性的影响，两种强化混合措施都有效的减弱了喷流的红外辐射特性，用少量的微射流流量就可以达到较好的强化混合效果。 |
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发表于 2022-8-27 12:41:02
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