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专利号: 2018105922742
申请人: 武汉科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种具有对称性的热工设备的复杂几何结构角系数计算方法,其特征在于包括以下步骤:

(1)为复杂结构空间进行建模,得到复杂结构空间模型;

(2)假设复杂结构空间模型为只通过辐射方式进行热量交换的辐射换热空间,辐射换热空间的气体透明、构成自由腔体的表面为灰体、各表面温度均匀,各表面的黑度为1,空气导热系数为0,则在此条件下利用网格划分工具对辐射换热空间进行离散化,通过有限元法计算得到辐射换热空间中各表面的有效辐射和投射辐射,得到以下n个关于角系数的方程:其中n为辐射换热空间中的表面数目,Jj表示第j个表面的有效辐射,Gi表示第i个表面的投射辐射;

(3)联立步骤(2)得到的n个角系数方程以及根据角系数性质得到的方程所组成的线性方程组,获得各表面间辐射换热的角系数;所述角系数性质包括完整性、相对性、几何对称2

性和不可自见性,所述线性方程组包括n 个方程;设辐射换热空间中的表面数目n为6,则步骤(2)得到的关于角系数的方程为:其中Jj表示第j个表面的有效辐射,Gi表示第i个表面的投射辐射;步骤(3)根据角系数性质得到的方程分别为:

(a)根据完整性得到6个方程: ;

(b)根据相对性得到15个方程: ;

(c)根据几何对称性得到5个方程: ;

(d)根据不可自见性得到4个方程:其中Ai和Aj分别表示第i个表面和第j个表面的表面积,在建模时即得到; 表示第i个表面对第j个表面的角系数, 表示第j个表面对第i个表面的角系数。

2.根据权利要求1所述的具有对称性的热工设备的复杂几何结构角系数计算方法,其特征在于:步骤(2)所述网格划分工具采用Ansys mesh或ICEM CFD。

3.根据权利要求1所述的具有对称性的热工设备的复杂几何结构角系数计算方法,其特征在于:步骤(2)对复杂结构空间模型进行离散化后利用fluent工具模拟计算得到各表面的有效辐射和投射辐射。