半透明复合结构的辐射—导热耦合传热特性

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1、工学硕士学位论文半透明复合结构的辐射—导热耦合传热特性金子程哈尔滨理工大学2015年3月国内图书分类号：TK124工学硕士学位论文半透明复合结构的辐射—导热耦合传热特性硕士研究生：金子程导师：路义萍申请学位级别：工学硕士学科、专业：热能工程所在单位：机械动力工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TK124DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCoupledRadiativeandConductiveHeatTransferChar

2、acteristicsinSemitransparentCompositeLayerCandidate:JinZichengSupervisor:LuYipingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ThermalPowerEngineeringDateofOralExaminitionMarch,2015University:HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明一本人郑重声明：此

3、处所提交的硕±学位论文《半透明复合结构的福射导热趙合传热特性》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明碗方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。；曰期作者签名寒：３月曰哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书一导热满合传热特性《半透明复合结构的福射》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈

4、尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得Ｗ其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于。保密口，在年解密后适用授权书不保密口。（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）：＾月日作者签名；日期妒方年１导师签名＇：日期：＞技年秦月２日｜哈尔滨理工大学工学硕士学位论文半透明复合结构的辐射—导热耦合传热特性摘要

5、辐射—导热耦合传热是指当热辐射与热传导在同一时间，同一地点共同发生并相互影响，高温下半透明介质内的能量传递便是以热辐射与热传导耦合传热作为主要方式，如果仅考虑辐射传热或热传导，则会给传热问题的研究带来偏差。半透明介质在光学探测、太阳能利用、通讯领域和航天技术中具有重要应用价值，近年来，随着航天科技的发展，对热防护技术提出更高的要求，因此针对多层半透明介质内辐射—导热耦合传热问题的研究具有重要的意义。本文以基于有限体积法的开源计算程序库OpenFOAM为研究工具，对该程序库中的辐射计算模型进行改进，建立求解方法并进行计算分析，具体的

6、研究内容主要包括以下几个方面：(1)采用有限体积法对能量方程以及辐射传递方程进行离散，并对温度进行联立求解；建立可以处理各项异性散射，进行分光谱求解的计算方法；建立包含镜反射、漫反射、半透明边界以及不透明边界等辐射边界条件；针对复合层内辐射—导热耦合传热问题，采用分区域求解方法，建立复合层界面条件，使介质层间的计算信息通过界面进行传递；(2)通过与相关文献进行对比，验证所建立计算方法的准确性，验证包括一维至三维问题、瞬态问题、光谱模型以及镜反射与漫反射等内容，分析结果表明了该计算方法正确性，同时具有广泛的适用性，为辐射导热—耦合传

7、热问题的研究提供了有利的工具；(3)对三维复合结构半透明介质为研究对象，分析了辐射导热参数、镜反射与漫反射辐射边界条件、介质折射率、散射相函数与光谱辐射特性等因素对其辐射—导热耦合传热特性的影响。关键词辐射—导热耦合传热；半透明介质；复合层；传热特性I哈尔滨理工大学工学硕士学位论文CoupledRadiativeandConductiveHeatTransferCharacteristicsinSemitransparentCompositeLayerAbstractCoupledradiativeandconductivehea

8、ttransfermeansradiationandconductioncoexistsandinteractsatthesametimeandspace,thiskindofheattransferisthemainmethodofenergyt